一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体,气体离开发动机喷出时的速度v=1 000 m/s,设火箭质量M=300 kg,发动机每秒喷气20次.
(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?
(2)运动第1 s末,火箭的速度多大?
解析:火箭喷气属反冲现象,火箭和气体系统动量守恒,运用动量守恒定律求解: 喷出气体运动方向与火箭运动方向相反,系统动量可认为守恒. 第一次气体喷出后,火箭速度为v1 (M-m)v1-mv=0 所以v1= 第二次气体喷出后,火箭速度为v2,有 (M-2m)v2-mv=(M-m)v1 所以v2= 第三次气体喷出后,火箭速度为v3,有 (M-3m)v3-mv=(M-2m)v2 所以v3= 依次类推,第n次气体喷出后,火箭速度为vn,有 (M-nm)vn-mv=[M-(n-1)m]vn-1 所以vn= 因为每秒喷气20次,所以1 s末火箭速度为 v20= |
本题也可这样解(整体法),整体选取研究对象,利用动量守恒定律求解 ①设喷出三次气体后火箭的速度为v3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守恒定律有: (M-3m)v3-3mv=0 所以v3= ②以火箭和喷出的20次气体为研究对象 (M-20m)v20-20mv=0 所以v20= |
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(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?
(2)运动第1 s末,火箭的速度多大?
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一火箭喷气发动机每次喷出m=2000g的气体,喷出气体相对地面速度v=100 m/s。若此火箭初始总质量M=300kg,发动机每秒喷气20次,不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机1s末的速度是多大?
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一火箭喷气发动机每次喷出m=2000g的气体,喷出气体相对地面速度v=100 m/s。若此火箭初始总质量M=300kg,发动机每秒喷气20次,不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机1s末的速度是多大?
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科目:高中物理 来源:2010年宁夏青铜峡市高级中学高二下学期期末考试物理试题 题型:计算题
一火箭喷气发动机每次喷出m=2000g的气体,喷出气体相对地面速度v="100" m/s。若此火箭初始总质量M=300kg,发动机每秒喷气20次,不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机1s末的速度是多大?
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