Phương pháp giải bài tập Chuyển động bằng phản lực môn Vật Lý 10 năm 2021

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC

- Để giải các bài toán về chuyển động bằng phản lực, chỉ cần áp dụng định luật bảo toàn động lượng. Cần chú ý rằng, ban đầu hai phần của hệ có cùng vận tốc, sau đó chúng có vận tốc khác nhau (về hướng và độ lớn).

- Chuyển động của tên lửa

Trường hợp 1:

- Lượng nhiên liệu cháy và phụt ra tức thời hoặc các phần của tên lửa tách rời khỏi nhau: 

\(m{\vec v_0} = {m_1}{\vec v_1} + {m_2}{\vec v_2}\)  

Chiếu lên phương chuyển động để thực hiện tính toán.

(Nếu cần, áp dụng công thức cộng vận tốc)

      Trường hợp 2:

- Nhiên liệu cháy và phụt ra liên tục.

Áp dụng các công thức:

  \(\left\{ \begin{array}{l}
*\vec a =  - \frac{m}{M}\vec u\\
*\vec F =  - m\vec u\\
*v = u\ln \left( {\frac{{{M_0}}}{M}} \right)
\end{array} \right.\)

Một tên lửa gồm vỏ có khối lượng m₀ = 4 tấn và khí có khối lượng m = 2 tấn. Tên lửa đang bay với vận tốc v₀ = 100 m/s thì phụt ra phía sau tức thời khối lượng khí nói trên. Tính vận tốc của tên lửa sau khi khí phụt ra với giả thiết vận tốc khí là:

a) v₁= 400m/s đối với đất.

b) v₁= 400m/s đối với tên lửa trước khi phụt khí.

c) v₁= 400m/s đối với tên lửa sau khi phụt khí

Giải:

Hệ: vỏ tên lửa+ khí là hệ kín (nội lực lớn hơn rất nhiều so với ngoại lực)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng trong hệ quy chiếu gắn với đất:

a)                 

\(\begin{array}{l}
({m_0} + m).\overrightarrow {{v_0}}  = m\overrightarrow {{v_1}}  + m{}_0.\overrightarrow {{v_2}} \\
 \Rightarrow ({m_0} + m).{v_0} =  - m.{v_1} + {m_0}.{v_2}\\
 \Rightarrow {v_2} = {v_0} + \frac{m}{{{m_0}}}.({v_0} + {v_1}) = 350m/s
\end{array}\)

b)          

\(\begin{array}{l}
({m_0} + m).\overrightarrow {{v_0}}  = m\overrightarrow {({v_1}}  + \overrightarrow {{v_0}} ) + m{}_0.\overrightarrow {{v_2}} \\
 \Rightarrow {m_0}.{v_0} =  - m.{v_1} + {m_0}.{v_2}\\
 \Rightarrow {v_2} = {v_0} + \frac{m}{{{m_0}}}.{v_1} = 300m/s
\end{array}\)

c)              

\(\begin{array}{l}
({m_0} + m).\overrightarrow {{v_0}}  = m\overrightarrow {({v_1}}  + \overrightarrow {{v_2}} ) + m{}_0.\overrightarrow {{v_2}} \\
 \Rightarrow ({m_0} + m).{v_0} =  - m.{v_1} + (m + {m_0}).{v_2}\\
 \Rightarrow {v_2} = {v_0} + \frac{{m.{v_1}}}{{m + {m_0}}} = 233,33m/s
\end{array}\)        

Bài 1. Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 1 tấn đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc v = 200 m/s thì động cơ hoạt động. Từ trong tên lửa, một lượng nhiên liệu khối lượng m₁ = 100 kg cháy và phụt tức thời ra phía sau với vận tốc v₁= 700 m/s.

a) Tính vận tốc của tên lửa ngay sau đó.

 b) Sau đó phần đuôi của tên lửa có khối lượng m_­d = 100 kg tách ra khỏi tên lửa, vẫn chuyển động theo hướng cũ với vận tốc giảm còn 1/3. Tính vận tốc phần còn lại của tên lửa.

Đ/S:

a) Ngay sau khi nhiên liệu cháy phụt ra phía sau, tên lửa tiếp tục chuyển động theo phương cũ với vận tốc 300m/s.

b) Vận tốc phần tên lửa còn lại là 325 m/s.

Bài 2: Từ một tàu chiến có khối lượng tổng cộng M = 400 tấn đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc V = 2 m/s người ta bắn một phát đại bác về phía sau nghiêng một góc 30⁰ với phương ngang, viên đạn có khối lượng m = 50 kg và bay với vận tốc v = 400 m/s đối với tàu. Tính vận tốc của tàu sau khi bắn. (Bỏ qua sức cản của nước và không khí).

Đ/S:

 \({v_1} = V + \frac{{m.v.cos\alpha }}{M} \approx 2,043m/s\)                     

Bài 3. Một tên lửa khối lượng vỏ 200kg, khối lượng nhiên liệu 100kg, bay thẳng đứng lên nhờ nhiên liệu cháy phụt toàn bộ tức thời ra sau với vận tốc 400 m/s. Tìm độ cao mà tên lửa đạt tới, biết sức cản của không khí làm giảm độ cao của tên lửa 5 lần.

Đ/S: 400m.

-(Hết)-

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Chuyển động bằng phản lực môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.