题文
的航天器获得动力。在等离子发动机中,由电极发射的电子撞击氙原子,使之电离,在
加速电场的作用下,氙离子加速到很大的速度后从航天器尾部连续喷出,产生推力。假
设装有等离子体发动机的航天器在太空中处于静止,航天器的总质量为M(在发射离子的过程中质量可以认为不变),每个氙离子的质量为m,电量为q,加速电压为U,等离子体发动机每秒时间里向外喷出的离子数为n,发动机对离子作功的功率为多少?航天器获得的加速度是多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
(1)对一个离子,由动能定理,qU=EK(3分),
发动机功率等于每秒发射的离子的总动能,即p=nqU。(3分)
(2)每个离子飞出时速度为V=
(3分)。
由动量守恒定律,△ts末航天器的速度大小为V/=
(3分),
航天器的加速度a=
=
(3分)。
考点
据考高分专家说,试题“的航天器获得动力。在等离子发动机中,由电.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





