1、课时跟踪检测（四）动量守恒定律的应用课时跟踪检测（四）动量守恒定律的应用 A 组重基础 体现综合 1.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( ) A燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 解析：选 B 火箭的工作原理是反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故选项 B 正确。 2假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是( ) A向后
2、踢腿 B手臂向后甩 C在冰面上滚动 D脱下外衣水平抛出 解析：选 D 踢腿、甩手对整个身体系统来讲是内力，内力不改变系统整体的运动状态。 3运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( ) A燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 解析：选 B 火箭工作的原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故 B 正确。 4一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的
3、过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是( ) A探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B探测器加速运动时，竖直向下喷气 C探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D探测器匀速运动时，不需要喷气 解析：选 C 探测器加速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力沿加速运动方向，选项 A、B 错误；探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知选项 C 正确，选项 D 错误。 5一炮艇总质量为 M，以速度 v0匀速行驶，从艇上以相对炮艇的水平速度 v 沿前
4、进方向发射一质量为m 的炮弹，射出炮弹后炮艇的速度为 v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是( ) AMv0Mvmv BMv0(Mm)vmv CMv0(Mm)vm(vv0) DMv0(Mm)vm(vv) 解析：选 D 发射炮弹的过程，系统动量守恒，发射前，系统的总动量为 Mv0，射出炮弹后，炮艇的质量变为 Mm， 速度为 v， 炮弹质量为 m， 对地速度为 vv， 所以系统总动量为(Mm)vm(vv)，本题选 D。 6(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( ) A使喷出的气体速度更大 B使喷出的气体温度更高 C使喷出的气体质量更大 D使喷出的气体密度更小 解析：选 AC 设火
5、箭原来的总质量为 M，喷出的气体质量为 m，速度是 v，剩余的质量为(Mm)，速度是 v，由动量守恒得：(Mm)vmv 得：vmvMm，由上式可知：m、v 越大，v越大。故 A、C正确。 7春节期间孩子们玩“冲天炮”，有一个被点燃的“冲天炮”喷出气体竖直向上运动，其中有一段时间内“冲天炮”向上做匀速直线运动， 假设“冲天炮”在这段时间内受到的阻力不变， 则在这段时间内“冲天炮”( ) A所受的合力为零 B受到的反冲力变小 C机械能不变 D动量变小 解析：选 A 由于“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动，处于平衡状态，所以“冲天炮”受到的合力为零，A 正确；“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动，
6、反冲力与重力、阻力平衡，保持不变，B错误；“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动，速度不变，动量不变，动能不变，势能增加，故机械能一定增加，C、D 错误。 8.竖直发射的火箭质量为 6103 kg。已知每秒钟喷出气体的质量为 200 kg。若要使火箭最初能得到 20 m/s2的向上的加速度，则喷出气体的速度应为( ) A700 m/s B800 m/s C900 m/s D1 000 m/s 解析：选 C 每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量，即 m气v气 m箭v箭，由动量定理得火箭获得的动力 Fm箭v箭tm气v气t，又 Fm箭gm箭a，得 v气900 m/s，选项 C 正确。 9一个士兵坐
7、在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是 120 kg。这个士兵用自动步枪在 2 s 内沿水平方向连续射出 10 发子弹，每发子弹的质量是 10 g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是 800 m/s。射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。 (1)每次射击后皮划艇的速度改变多少？ (2)连续射击后皮划艇的速度是多大？ (3)连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？ 解析：(1)根据动量守恒定律有：(Mm)v1mv20 解得 v1mv2Mm1010380012010103 m/s0.067 m/s 由于子弹质量很小，相对士兵和皮划艇总质量可忽略，故每次速度改变约 0.067 m/s。 (2)由于皮
8、划艇每次射击改变的速度很小， 相对于子弹的速度可以忽略， 根据动量守恒定律(M10m)v110mv20 解得 v110mv2M10m10101038001201010103 m/s0.67 m/s。 (3)根据动量定理 F tMv1 解得 F Mv1t1200.672 N40.2 N。 答案：(1)0.067 m/s (2)0.67 m/s (3)40.2 N B组重应用 体现创新 10.质量为 m、半径为 R 的小球，放在半径为 2R、质量为 2m 的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是( ) A.R2 B.R3 C.R4
9、 D.R6 解析：选 B 由水平方向动量守恒有 mx小球2mx大球0，又 x小球x大球R，所以 x大球R3，选项 B 正确。 11(多选)一个质量为 M 的平板车静止在光滑的水平面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙两人，质量分别为 m1和 m2，当两人相向而行时( ) A当 m1m2时，车子与甲运动方向一致 B当 v1v2时，车子与甲运动方向一致 C当 m1v1m2v2时，车子静止不动 D当 m1v1m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致 解析：选 CD 车子向哪一个方向运动，取决于甲、乙两人的动量大小关系，根据动量守恒定律可知选项 C、D 正确。 12.某小组在探究反冲运动时，将质量为 m
10、1的一个小液化气瓶固定在质量为 m2的小模具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力。现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化气瓶后向外喷射气体的对地速度为 v1，如果在 t 的时间内向后喷射的气体的质量为 m，忽略水的阻力，则 (1)喷射出质量为 m 的气体后，小船的速度是多少？ (2)喷射出 m 气体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大小是多少？ 解析：(1)由动量守恒定律得： 0(m1m2m)v船mv1， 得：v船mv1m1m2m。 (2)对喷射出的气体运用动量定理得：Ftmv1， 解得 Fmv1t， 由牛顿第三定律知小船所受气体的平均作用力大小为mv1t。 答案：(1)mv1m1m2m (2)mv1t 13.平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的 A 点，距货厢水平距离为 l4 m，如图所示，人的质量为 m，车连同货厢的质量为 m04m，货厢高度为 h1.25 m，求人跳出后到落到地板前车的反冲速度大小。 解析：人从货厢边跳离的过程，系统(人、车和货厢)在水平方向动量守恒，则 mx1m0 x20，又 x1x2l 解得 x20.8 m 人跳离货厢后做平抛运动，车以 v2做匀速运动，运动时间为 t2hg21.2510 s0.5 s， 所以 v2x2t1.6 m/s。 答案：1.6 m/s