20xx粵教版高中物理選修3-5第一章反沖運動-閱讀頁
2024-12-28 19:15本頁面
【正文】 ________________________________________________． 圖 3 答案 nmdM＋ nm 9．平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人從固定在車上的貨箱邊沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的 A 點，距貨箱水平距離為 l＝ 4 m，如圖 4 所示．人的質(zhì)量為 m，車連同貨箱的質(zhì)量為 M＝ 4m，貨箱高度為 h＝ m．求車在人跳出后到落到地板前的反沖速度為多大 (g取 10 m/s2)． 圖 4 答案 m/s 解析 人從貨箱邊跳離的過程，系統(tǒng) (人、車和貨箱 )水平方向動量守恒，設(shè)人的水平速度是v1，車的反沖速度是 v2，取向右為正方向，則 mv1－ Mv2＝ 0，解得 v2＝ 14v1 人跳離貨箱后做平拋運動，車以 v2做勻速運動，運動時間為 t＝ 2hg ＝ 2 s＝ s．由圖可知，在這段時間內(nèi)人的水平位移 x1和車的位移 x2分別為 x1＝ v1t， x2＝ v2t， x1＋ x2＝ l 即 v1t＋ v2t＝ l，則 v2＝ l5t＝ 45 m/s＝ m/s 10. 圖 5 如圖 5所示，一個質(zhì)量為 m的玩具蛙，蹲在質(zhì)量為 M的小車的細桿上，小車放在光滑的水平桌面上，若車長為 L，細桿高為 h，且位于小車的中點，試求：當(dāng)玩具蛙最小以多大的水平速度 v跳出，才能落到桌面上． 答案 LMm＋ M 2gh 解析 蛙跳出后做平拋運動，運動時間為 t＝ 2hg ，蛙與車水平方向動量守恒，可知mx＝ M(L2－ x)，蛙要能落到桌面上，其最小水平速度為 v＝ xt，上面三式聯(lián)立求得 v＝LMm＋ M 2gh. 11．在太空中有一枚質(zhì)量為 M、相對太空站處于靜止?fàn)顟B(tài)的火箭，突然噴出質(zhì)量為 m的氣體，噴出速度為 v0(相對太空站 )，緊接著再噴出質(zhì)量為 m的另一股氣體，此后火箭獲得速度為 v(相對太空站 )．求火箭第二次噴射的氣體 (相對太空站 )的速度的大?。? 答案 (Mm－ 2)v＋ v0 解析 本題所出現(xiàn)的速度都是以太空站為參考系的．根據(jù)動量守恒定律，規(guī)定 v0 方向為正方向，有： 第一次噴射出氣體后， 0＝ mv0＋ (M－ m)v1， v1＝－ mv0M－ m，負號表示 v1方向跟 v0方向相反． 第二次噴射后， (M－ m)v1＝ mv2＋ (M－ 2m)v，即 mv2＝－ [(M－ 2m)v＋ mv0]． 解得 v2＝－ [(Mm－ 2)v＋ v0]，負號表示 v2方向與 v方向相反． 故火箭第二次噴射的氣體 (相對太空站 )的速度大小為 (Mm－ 2)v＋ v0. [創(chuàng)新應(yīng)用題組 ] 12．課外科技小組制作了一只 “ 水火箭 ” ，用壓縮空氣壓出水流使火箭沿水平軌道運動．假如噴出的水流流量保持為 210 － 4 m3/s，噴出速度保持為對地 10 m/箭總質(zhì)量為 kg，則啟動 2 s 末火箭的速度可以達到多少？已知火箭沿水平軌道運動所受的阻力不計，水的密度為 110 3 kg/m3. 答案 4 m/s 解析 “ 水火箭 ” 噴出水流做反沖運動．設(shè)火箭原來的總質(zhì)量為 M，噴出 水流的流量為Q，水的密度為 ρ ，水流的噴出速度為 v，火箭的反沖速度為 v′ ，由動量守恒定律得 (M－ ρQt )v′ ＝ ρQtv 啟動 2 s末火箭的速度為 v′ ＝ ρ QtvM－ ρ Qt＝ 1103210 － 4210－ 110 3210 － 42 m/s＝ 4 m/s
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