Question

小型高效離子體發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的十分之一,它可以使在太空中的航天器獲得動(dòng)力進(jìn)入太陽(yáng)系.在等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)中,等離子氣體在加速電場(chǎng)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(gè)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(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)向外噴出的離子數(shù)是n,求:

(1)每個(gè)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.

 

Answer 1

【答案】

(1)    (2)

【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理可得，所以

（2）根據(jù)沖量定理可得，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的推力為,所以根據(jù)牛頓第二定律可得，產(chǎn)生的加速度為

思路分析：根據(jù)動(dòng)能定理公式以及沖量定理公式分析解題

試題點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合電場(chǎng)力做功綜合考查了動(dòng)能定理和沖量定理，同時(shí)也考查了學(xué)生綜合分析問題的能力