Dạng 44. Bài toán chuyển động bằng phản lực có đáp án

Thi Online Trắc nghiệm Vật lí 10 Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng có đáp án (Phần 2)

Dạng 44. Bài toán chuyển động bằng phản lực có đáp án

169 lượt thi
12 câu hỏi
60 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Một khẩu đại bác có khối lượng 4 tấn (không tính khối lượng đạn), bắn đi một viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10 kg với vận tốc 400 m/s. Coi như lúc đầu, hệ đại bác và đạn đứng yên. Tốc độ giật lùi của đại bác ngay sau đó bằng

A. 3 m/s.

B. 2 m/s.

C. 4 m/s.

D. 1 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Ngay khi bắn, hệ (súng + đạn) là một hệ kín nên động lượng của hệ không đổi.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động giật lùi của súng

$\vec{0} = m_{s} \vec{v_{s}} + m_{đ} \vec{v_{đ}} \Rightarrow \vec{v_{s}} = - \frac{m_{đ} \vec{v_{đ}}}{m_{s}} \Rightarrow v_{s} = - \frac{10. (- 400)}{4000} = 1 m / s$

Câu 2:

Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của viên đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là:

A. 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

B. 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

C. 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

D. 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Gọi m; m₁ lần lượt là khối lượng của viên đạn và mảnh thứ nhất, khi đó m₁ = 0,6m

Hệ viên đạn (hai mảnh đạn) ngay khi nổ là một hệ kín nên động lượng của hệ được bảo toàn: $m \vec{v} = m_{1} \vec{v_{1}} + (m - m_{1}) \vec{v_{2}}$

Do $\vec{v_{1}} ↑ ↑ \vec{v}$ $\Rightarrow v_{2} = \frac{m v - m_{1} v_{1}}{m - m_{1}} = \frac{(10 - 25.0, 6) m}{(1 - 0, 6) m} = - 12, 5 m / s$

Dấu “-“ chứng tỏ mảnh đạn thứ hai sẽ chuyển động ngược chiều chuyển động ban đầu của viên đạn và mảnh đạn thứ nhất.

Câu 3:

Xạ thủ Nguyễn Minh Châu là người giành huy chương vàng ở nội dung 10 m súng ngắn hơi nữ ngay lần đầu tham dự SEA Games 27. Khẩu súng chị sử dụng nặng 1,45 kg với viên đạn nặng 7,4 g. Tốc độ đạn khi rời khỏi nòng là 660 fps (1 fps = 0,3 m/s). Hỏi khi bắn, nòng súng giật lùi với tốc độ bao nhiêu?

A. -1,01 m/s.

B. 1,01 m/s.

C. 10,1 m/s.

D. -10,1 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$\vec{p_{s}} + \vec{p_{đ}} = \vec{p'_{s}} + \vec{p'_{đ}} \Rightarrow 0 = m_{s} . \vec{v'_{s}} + m_{đ} . \vec{v'_{đ}} \Rightarrow \vec{v'_{s}} = - \frac{m_{đ} . \vec{v'_{đ}}}{m_{s}}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của súng sau khi bắn.

Tốc độ giật lùi của súng:

v'_{s} = \frac{m_{đ} . v'_{đ}}{m_{s}} = \frac{7, {4.10}^{- 3} .660.0, 3}{1, 45} \approx 1, 01 m / s

Câu 4:

Một khẩu súng có khối lượng 4 kg bắn ra viên đạn khối lượng 20 g. Vận tốc đạn ra khỏi nòng súng là 600 m/s. Súng giật lùi với vận tốc có độ lớn là

A. −3 m/s.

B. 3 m/s.

C. l,2 m/s.

D. −l,2 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Coi hệ này là hệ kín.

Động lượng của hệ trước va chạm: $\vec{p_{t}} = 0$

Động lượng của hệ sau và chạm: $\vec{p_{s}} = M \vec{V} + m \vec{v}$

Theo định luật bảo toàn động lượng: $\vec{0} = M \vec{V} + m \vec{v} \Leftrightarrow \vec{V} = - \frac{m}{M} \vec{v}$

Suy ra: $V = - \frac{m}{M} v = - 3 (m / s) \Rightarrow |V| = 3 (m / s)$

Câu 5:

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 (m/s) thì nổ và vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15 kg và 5 kg. Mảnh to bay theo phương thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 400 $\sqrt{3}$ (m/s). Hỏi mảnh nhỏ bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu? Bỏ qua sức cản không khí.

A. 3400 m/s; α = 20⁰.

B. 2400 m/s; α = 30⁰.

C. 1400 m/s; α = 10⁰.

D. 5400 m/s; α = 20⁰.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Khi đạn nổ lực tác dụng của không khí rất nhỏ so với nội lực nên được coi như là một hệ kín

Theo định luật bảo toàn động lượng: $\vec{p} = {\vec{p}}_{1} + {\vec{p}}_{2}$

Với $\{\begin{cases} p = m v = (5 + 15) .300 = 6000 (k g . m / s) \\ p_{1} = m_{1} v_{1} = 15.400 \sqrt{3} = 6000 \sqrt{3} (k g . m / s) \\ p_{2} = m_{2} v_{2} = 5. v_{2} (k g . m / s) \end{cases}$

Vì ${\vec{v}}_{1} ⊥ \vec{v} \Rightarrow {\vec{p}}_{1} ⊥ \vec{p}$ theo Pitago $p_{2}^{2} = p_{1}^{2} + p^{2} \Rightarrow p_{2} = \sqrt{p_{1}^{2} + p^{2}}$

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 (m/s) thì nổ và vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15 kg và 5 kg. (ảnh 1)

$\Rightarrow p_{2} = \sqrt{{(6000 \sqrt{3})}^{2} + {(6000)}^{2}} = 12000 (k g . m / s) \Rightarrow v_{2} = \frac{p_{2}}{5} = \frac{12000}{5} = 2400 (m / s)$