题目内容

【题目】静止在太空的飞行器上有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的粒子流,从而对飞行器产生反冲力,使其获得加速度。已知飞行器的质量为M ,发射的是2价氧离子,发射功率为 P ,加速电压为 U ,每个氧离子的质量为 m ,单位电荷的电量为 e ,不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求:

1射出的氧离子速度;

2每秒钟射出的氧离子数;

3射出离子后飞行器开始运动的加速度。

【答案】1 2 N=3

【解析】

试题分析:1以氧离子为研究对象,根据动能定理,有

ΔEk=mv2=qU=2eU

所以,氧离子速度为

2设每秒钟射出的氧离子数为N,则发射功率可表示为

P=NΔEk=2NeU

所以,氧离子数为N=

3以氧离子和飞行器为系统,设飞行器的反冲速度为V,根据动量守恒定律∑mv-MV=0,

有NΔtmv=MV

所以,飞行器的加速度为a===

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