1-6-反冲现象-火箭12019人教版选择性必修第一册解析版

1.6反冲现象火箭

（1）-爆炸问题羔课后培优练力培优第一阶——基础过关练

1.向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度以0恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成服b两块，若质量较大的的速度方向仍沿原来的方向，则（）A.b的速度方向一定与原来速度方向相反B.从炸裂到落地的这段时间内，飞行的水平距离一定比匕的大C.〃、b一定同时到达水平地面D.在炸裂过程中，受到的爆炸力比〃的大【答案】C【详解】A.炮弹炸裂前后动量守恒，选定的方向为正方向，有〃2yo=加以+加访显然防〉

0、访

0、访=0NO都有可能，故A错误；BC.vbva,防也都有可能，爆炸后，〃做平抛运动，b做平抛运动或自由落体运动，、匕下落高度相同，则运动的时间相等，飞行的水平距离与速度大小成正比，故B错误，C正确；D.炸裂过程中，〃、〃之间的力为相互作用力，受到的爆炸力与〃的一样大，故D错误故选C

2.燃放爆竹是我国传统民俗，春节期间，某人斜向上抛出一个爆竹，到最高点时速度大小为，方向水平向东，并炸开成质量相等的三块碎片、、，其中碎片的速度方向水平向东，忽略空气阻力，以下说法正确的是（）A.炸开时，若碎片匕的速度方向水平向西，则碎片c的速度方向可能水平向南B.炸开时，若碎片的速度为零，则碎片c的速度方向一定水平向西C.炸开时，若碎片〃的速度方向水平向北，则三块碎片一定同时落地D.炸开时，若碎片〃、匕的速度等大反向，则碎片落地时的速度可能等于3依【答案】C【详解】A.到最高点时速度大小为山，方向水平向东，则总动量向东；炸开时，若碎片匕的速度方向水平向西，碎片c的速度方向水平向南，则违反动量守恒定律，故A错误；B.炸开时，若碎片的速度为零，根据动量守恒定律，碎片c的速度方向可能水平向东，故B错误；C.三块碎片在竖直方向上均做自由落体运动，一定同时落地，故C正确；D.炸开时，若碎片、匕的速度等大反向，根据动量守恒定律3住0=加%解得uc=3uo碎片落地时速度的水平分量等于九0,其落地速度一定大于3%,故D错误故选C

3.在光滑的水平面上有静止的物体A和B,物体A的质量是B的2倍，两物体与中间用细绳束缚的处于压缩状态的轻质弹簧相连当把细绳剪断，弹簧在恢复原长的过程中（）A WWW BA.A的速率是B的2倍B.A的动量大小大于B的动量大小C.A受到的合外力大于B受到的合外力D.A、B组成的系统的总动量为零【答案】D【详解】ABD.根据题意可知，弹簧在恢复原长的过程中，两物体与弹簧组成的系统动量守恒，规定水平向左为正方向，则有〃刃即心以=〃％唾由于物体A的质量是B的2倍，故A的速率是B的2A%-B%=故AB错误，D正确；C.A、B受到的合外力大小均等于弹簧弹力，故C错误故选D

4.一枚在空中飞行的火箭，质为相，在某点的速度大小为u方向水平，燃料即将耗尽火箭在该点炸裂成两块，如图所示，其中m/的一块沿着与u相反的方向飞出，速度大小为四

（1）出炸裂后另一块的速度大小以；

（2）求炸裂过程中燃气对炸裂后另一块的冲量【答案】（］）岭=五二打；

（2）/=/7W+犯匕，方向与u的方向一致【详解】

（1）根据动量守恒定律得mv=—r）\Vj+（〃2一肛）修x0解得mv+^V12m-mx

（2）根据动量定理得解得I=mv+jnyVy方向与u的方向相同

5.一质量为

0.3kg的烟花弹获得动能£后，从地面竖直升空当烟花弹上升到离地20m高处时速度为零,此时弹中火药爆炸将烟花弹炸为大、小两块，大、小两块烟花弹分别获得水平向左、水平向右的速度，大块质量为小块质量的2倍,大、小两块烟花弹获得的动能之和也为区爆炸时间极短，重力加速度g取10m/s2,72=

1.4,不计空气阻力和火药的质量，释放烟花弹位置的水平面足够大求1开始时烟花弹获得的动能42落地后大、小两块烟花弹之间的距离【答案】160J；284m【详解】1由机械能守恒有E=mgh解得E=60J2烟花弹在最高点爆炸，设水平向左为正方向，由动量守恒有二码由能量守恒有烟花弹做竖直上抛运动，有大、小两块烟花弹均做平抛运动，落地后大、小两块烟花弹之间的距离为联立解得x=84m培优第二阶——拓展培优练

6.（多选）如图，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽，放在光滑的水平面上，底端8点切线水平，有一质量为相、可视为质点的小球由槽顶端A点静止释放不计空气阻力，在小球下滑至槽底端5点的过程中，下列说法正确的是（）A.若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒）pB.若圆弧槽不固定，小球水平方向的位移大小为彳C.圆弧槽固定和不固定两种情形下，小球滑到B点时的速度之比为八2D.圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为9:7【答案】BC【详解】A.若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，A错误;B.若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，则如=2皿R-x）解得小球水平方向移动的位移为x=—正确；C.圆弧槽固定时小球滑到B点时的速度圆弧槽不固定情形下，由动量守恒和能量关系可知冽毛=2根为1/nv,2+|x2mvf=m^）W#y=楞v孥则圆弧槽固定和不固定12情形下，小球滑到3点时的速度之比为X=正确；D.由C中分析可知，若圆弧槽固定，小球到达底匕2端时F-mg=解得5=3mg则圆弧槽对地面的最大压力为小皿=3叫+2mg=5但若圆弧槽不固定，小球NR到达底端时璟—mg=加立解得4=4冲则圆弧槽对地面的最大压力为琮侬=4mg+2mg=6mg圆弧槽Rp5固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为黄=/D错误故选BC式max

67.（多选）如图所示，在光滑的水平桌面上静止两个等大的小球，其质量分别为M=

0.6kg、相=

0.2kg,其中间夹着一个被锁定的压缩轻弹簧（弹簧与两球不相连），弹簧具有Ep=

10.8J的弹性势能现解除锁定,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=OAm竖直放置的光滑半圆形固定轨道，g取lOm/s则下列说法正确的是（）A.两球刚脱离弹簧时，球〃2获得的动能比球加小

8.球机在运动达到轨道最高点速度大小为2m/sC.球m离开半圆形轨道后经过

0.4s落回水平地面D.球m经过半圆形轨道的最低点和最高点时，对轨道的压力差为12N【答案】CD【详解】A.由动量守恒得，M、机动量大小相同，由盘=久得质量小的物体动能大，选项A错误；2mo2B.由项=工得，两物体动能比为13,故〃2的初动能为纥〃=7机£=二乂

10.

848.1«1〃2获得的速度为也=911^2m24227%=V^m/s选项B错误；C.D.〃2在圆形由自由落体公式可得下降时间为1==

0.4s选项C正确;即到达B点的速度v^9m/s,由动能定理可得:加常=加夕2/+1加4解得相达到圆形轨道顶端的速度2211轨道上端时F+mg=根乜■在下端时F-mg=m——=mg-2R+—mv2则在上下两端压力差为A B AR R22B JF-F=AF=2mg+m_6mg=12N选项D正确故选CDB A A

8.（多选）如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为2根和用的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着处于静止状态，在剪断细绳两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是（）A.两滑块的动能之比EkA£kB=l2B.两滑块的动量大小之比〃A PB=11C.两滑块的速度大小之比%%=2:1D.弹簧对两滑块做功之比以咻二11【答案】AB【详解】B.在剪断细绳两滑块脱离弹簧的过程中由动量守恒定律可知幺=11B正确；C.在剪断细绳PB两滑块脱离弹簧的过程中动量守恒心以+，%%=得以=-1均两滑块的速度大小之比为以彩=122错乙12不加1EAA误；A.两滑块的动能之比£=——=;A正确；D.由动能定理的/*21211W~^mKVK1故选ABoM=3%或一°%=3%$一°方=1------------------=3口错误;22WB

29.静止在水平地面上可视为质点的两小物块A、B,质量分别/%A=L0kg,%=

4.Okg；两者之间夹有少量炸药，A与其右侧的竖直墙壁距离/=

2.0m,如图所示某时刻，将炸药引爆，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=l0・0J炸开后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动A、B与地面之间的动摩擦因数均为4=.20,重力加速度取g=10m/s2A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短求1炸开瞬间A、B的速度大小；2A与B之间的最终距离是多少BA-1-%7777777777777777^777^77^7777777777777777777777/^【答案】

14.0m/s,

1.0m/s；

20.25m【详解】1设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为以、w以向右为正方向，由动量守恒定律和题给条件有0=WAUA_B/1」22Ek=-^AV A+-^VB联立解得v=

4.0m/sAv=

1.Om/sB2A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，二者运动的过程中，若A一直向右运动，一直到停止，则对A由动能定理可得19-//m g-x=O--m vAAAA解得x=4m=2/A因为运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞，则说明A恰好回到原位置时速度减为零对B分析有，从炸开到停下来，B的位移为-7mBVB小二------------4m gB代入数据可得x=

0.25mB所以最终B位于出发点左边

0.25m处，A恰好回到原位置，所以最终两物块之间的距离s为5-

0.25m

10.两质量均为根的相同物块紧密相连，中间放有少量火药，在足够长水平地面上以初速度%开始运动，物块与水平地面的动摩擦因数均为〃，重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量当物块一起运动时间为%=产时，火药爆炸将两物块炸开，有AE的化学能转化为两物块的动能，且爆炸后两物块均沿水平方向运动爆炸时间极短求

（1）火药爆炸前瞬间两物块的速度大小；

（1）对于两物块根据牛顿第二定律得2/w=【答案】⑴圣⑵2m根据匀变速运动的规律有9-42%

（2）火药爆炸后，两物块均沿水平方向运动，设炸后瞬间B、A物块速度分别为2和匕，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有91\79AE=-mv^=—mv^+—mvf-m解得V2=-V0向左运动匕=2%向右运动（另一组解与题意不符，舍去）火药爆炸后物块A向右运动的距离2g火药爆炸后物块B向左运动的距离2a24g两物块炸开后均停止运动时两物块间的距离

11.如图所示，m/=

0.2kg的小球1和m2=

0.5kg的小球2通过细线连接，两球之间有一压缩状态的轻弹簧（小球和弹簧不拴接），静止于光滑平台上，平台高度3Z=

0.8m,现烧断细线，两小球在弹簧弹力作用下分离,小球2离开平台落在水平地面的点,OOL6m,小球1向左运动进入一半径R=1m的光滑圆轨道,g=10m/s2,求

（1）细线烧断前系统的弹性势能；

（2）小球1到达圆轨道最高点A时对轨道压力的大小【答案】

（1）14J；

（2）10N【详解】

（1）由题意，小球2离开8点做平抛运动的时间为2BD

0.4s弹簧弹开后小球2获得的初速度大小为「华=4话设弹簧弹开后小球1获得的初速度大小为刃，弹簧弹开两小球的过程中，两小球和弹簧组成的系统所受合外力为零，则解得Vj=10m/s根据机械能守恒定律可知细线烧断前系统的弹性势能为2设小球1到达圆轨道最高点A时的速度大小为刃4根据动能定理有1122-2mgR=-nv--inv]f]]A],小球1到达圆轨道最高点A时受轨道支持力大小为网，根据牛顿第二定律有联立以上两式解得=10N根据牛顿第三定律可知此时小球1对轨道压力的大小为lONo。