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小型高效等離子發(fā)動機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的1/10.它可以使太空中的航天器獲得動力,進(jìn)入太陽系.在等離子體發(fā)動機(jī)中,由電極發(fā)射的電子撞擊氙原子,使之電離,在加速電場的作用下,氙離子加速到很大的速度后從航天器尾部連續(xù)噴出,產(chǎn)生推力.假設(shè)裝有等離子體發(fā)動機(jī)的航天器在太空中處于靜止,航天器的總質(zhì)量為M(在發(fā)射離子的過程中質(zhì)量可以認(rèn)為不變),每個氙離子的質(zhì)量為m、電量為q,加速電壓為U,等離子體發(fā)動機(jī)每秒時間里向外噴出的離子數(shù)是n,發(fā)動機(jī)對離子做功的功率是多少?航天器獲得的加速度是多少?

答案:見詳解
解析:

(1)對一個離子應(yīng)用動能定理,qUmv2.發(fā)動機(jī)對離子做功的功率等于每秒時間內(nèi)發(fā)射離子獲得的總動能,即PnqU

(2)每個離子離開航天器時的速度為v

根據(jù)動量守恒定律,Δt秒應(yīng)有:nΔtmv=Mv′.

航天器的加速度

a=

 


提示:


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:038

小型高效等離子發(fā)動機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的1/10.它可以使太空中的航天器獲得動力,進(jìn)入太陽系.在等離子體發(fā)動機(jī)中,由電極發(fā)射的電子撞擊氙原子,使之電離,在加速電場的作用下,氙離子加速到很大的速度后從航天器尾部連續(xù)噴出,產(chǎn)生推力.假設(shè)裝有等離子體發(fā)動機(jī)的航天器在太空中處于靜止,航天器的總質(zhì)量為M(在發(fā)射離子的過程中質(zhì)量可以認(rèn)為不變),每個氙離子的質(zhì)量為m、電量為q,加速電壓為U,等離子體發(fā)動機(jī)每秒時間里向外噴出的離子數(shù)是n,發(fā)動機(jī)對離子做功的功率是多少?航天器獲得的加速度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

小型高效等離子發(fā)動機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的1/10,它可以使太空中

的航天器獲得動力。在等離子發(fā)動機(jī)中,由電極發(fā)射的電子撞擊氙原子,使之電離,在

加速電場的作用下,氙離子加速到很大的速度后從航天器尾部連續(xù)噴出,產(chǎn)生推力。假

設(shè)裝有等離子體發(fā)動機(jī)的航天器在太空中處于靜止,航天器的總質(zhì)量為M(在發(fā)射離子的過程中質(zhì)量可以認(rèn)為不變),每個氙離子的質(zhì)量為m,電量為q,加速電壓為U,等離子體發(fā)動機(jī)每秒時間里向外噴出的離子數(shù)為n,發(fā)動機(jī)對離子作功的功率為多少?航天器獲得的加速度是多少?

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科目:高中物理 來源:2012年粵教版高中物理選修3-1 1.4電勢和電勢差練習(xí)卷(解析版) 題型:計算題

小型高效離子體發(fā)動機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的十分之一,它可以使在太空中的航天器獲得動力進(jìn)入太陽系.在等離子體發(fā)動機(jī)中,等離子氣體在加速電場的作用下獲得很大的速度后,從航天器尾部連續(xù)噴出產(chǎn)生推力.假設(shè)航天器的質(zhì)量為M(在發(fā)射離子過程中質(zhì)量可認(rèn)為不變),在太空中處于靜止?fàn)顟B(tài),每個離子的質(zhì)量為m、電荷量為q,加速電壓為U,等離子體發(fā)動機(jī)單位時間內(nèi)向外噴出的離子數(shù)是n,求:

(1)每個離子經(jīng)過加速后獲得的速度;

(2)航天器開始獲得的加速度.

 

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