《2025年人教金学典同步解析与测评高中物理选择性必修第一册人教版》

例题 2 在水平沙堆上有一木块，质量 $m_1 = 5\ kg$，木块上放一爆竹，质量 $m_2 = 0.1\ kg$。点燃爆竹后，爆竹竖直向上运动，木块陷入沙中的深度为 $x = 5\ cm$。若沙对木块的平均阻力 $F = 58\ N$，不计爆竹中火药的质量和空气阻力，重力加速度 $g$ 取 $10\ m/s^2$，求爆竹上升的最大高度。

答案： $20\ m$

例题 3 火箭发动机每次喷出 $m = 200\ g$ 的气体，火箭的初始质量 $m_0 = 300\ kg$，发动机每秒喷气 $20$ 次。设喷出的气体相对地面的速度为 $v = 1000\ m/s$，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭在 $1\ s$ 末的速度为多大？（结果保留至小数点后一位）

答案： 答题卡作答：
根据题意，选取火箭和1秒内喷出的气体作为系统，系统动量守恒，设火箭在1s末的速度为$v_{20}$，以火箭速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
$(m_{0} - 20m)v_{20} - 20mv = 0$，
代入数据$m = 200g = 0.2kg$，$m_{0} = 300kg$，$v = 1000m/s$，解得：
$v_{20} = \frac{20mv}{m_{0} - 20m} = \frac{20 × 0.2 × 1000}{300 - 20 × 0.2} \approx 13.5m/s$。
综上所述，火箭在1s末的速度约为$13.5m/s$。

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.燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
B.火箭发动机用力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，然后向后排出，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

答案： 1.B
[解析]火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，火箭受到向前的推力从而使火箭加速，故只有选项B正确。