如图所示,某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为(含水)的自制“水火箭”释放升空,在极短的时间内,质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为,空气阻力不计,下列说法正确的是( )
A.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B.水喷出的过程中,火箭和水机械能守恒
C.火箭获得的最大速度为
D.火箭上升的最大高度为
D
【详解】
A.火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力,A错误;
B.水喷出的过程中,瓶内气体做功,火箭及水的机械能不守恒,B错误;
C.在水喷出后的瞬间,火箭获得的速度最大,由动量守恒定律有
解得
C错误;
D.水喷出后,火箭做竖直上抛运动,有
解得
D正确。
故选D。
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
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