静电火箭推力器是利用电能加速工作介质,形成高速射流,而产生推力的火箭发动机。图1为其工作过程简化图:首先电子枪发射出的高速电子将电离区的中性推进剂离子化(即电离出正离子),正离子被聚焦加速区的电场加速后从喷口喷出,从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长,适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。设每个离子的质量为m,电荷量为q,加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略电离区形成离子的初速度及离子间的相互作用力。求:
(1)离子经电场加速后,从喷射口喷出时的速度大小v0;
(2)该发动机产生的平均推力大小F。
(3)假设航天器的总质量为M,正在以速度V1沿MP方向运动,已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角,如图2所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN,飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度V1的方向进行推进,且推进器工作时间极短,忽略离子喷射对卫星质量的影响,离子推进器喷射出的粒子数N为多少?
高三物理解答题困难题
静电火箭推力器是利用电能加速工作介质,形成高速射流,而产生推力的火箭发动机。图1为其工作过程简化图:首先电子枪发射出的高速电子将电离区的中性推进剂离子化(即电离出正离子),正离子被聚焦加速区的电场加速后从喷口喷出,从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长,适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。设每个离子的质量为m,电荷量为q,加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略电离区形成离子的初速度及离子间的相互作用力。求:
(1)离子经电场加速后,从喷射口喷出时的速度大小v0;
(2)该发动机产生的平均推力大小F。
(3)假设航天器的总质量为M,正在以速度V1沿MP方向运动,已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角,如图2所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN,飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度V1的方向进行推进,且推进器工作时间极短,忽略离子喷射对卫星质量的影响,离子推进器喷射出的粒子数N为多少?
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离子发动机是利用电能加速工质(工作介质)形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其原理如图所示,首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子),正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出,从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长,适用于航天器的姿态控制、位置保持等。已知单个离子的质量为m,电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略离子间的相互作用力,忽略离子喷射对卫星质量的影响。求:
(1)离子经电场加速后,从端口喷出时的速度大小v0;
(2)该发动机产生的平均推力大小F。
(3)假设航天器的总质量为M,正在以速度V1沿MP方向运动,已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角,如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN,飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度V1的方向进行推进,且推进器工作时间极短,为了使飞船回到预定的飞行方向,离子推进器喷射出的粒子数N为多少?
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离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机。工作时将推进剂离子化,使之带电,然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出,从而产生推力。这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等。设航天器质量M,单个离子质量m,带电量q,加速电场的电压为U,高速离子形成的等效电流强度为I。试求该发动机产生的推力。
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用火箭发射人造卫星,假设火箭由静止竖直升空的过程中,火箭里燃料燃烧喷出气体产生的推力大小不变,空气的阻力也认为不变,则下列图中能反映火箭的速度V或加速度a,随时间t变化的该过程为
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用火箭发射人造卫星,假设火箭由静止竖直升空的过程中,火箭里燃料燃烧喷出气体产生的推力大小不变,空气的阻力也认为不变,则下列图中能反映火箭的速度v或加速度a,随时间t变化的该过程为( )
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火箭是靠火箭发动机喷射工质(工作介质)产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行。一枚火箭升空后沿着直线离开某个星球的表面,星球很大,表面可视为水平面,如图所示。若不计星球的自转,不计空气阻力,则以下轨迹(图中虚线)可能正确的是:
A. B.
C. D.
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火箭是靠火箭发动机喷射工质(工作介质)产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行。一枚火箭升空后沿着直线离开某个星球的表面,星球很大,表面可视为水平面,如图所示。若不计星球的自转,不计空气阻力,则以下轨迹(图中虚线)可能正确的是:
A. B.
C. D.
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如图所示是火箭点火发射的某一瞬间,下列说法一定正确的是()
A. 火箭受重力、空气的推力、空气阻力作用:
B. 火箭加速升空过程中处于失重状态
C. 发动机喷出气体对火箭的作用力和火箭所受的重力是一对平衡力
D. 发动机喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力的大小相等
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如图所示是火箭点火发射的某一瞬间,下列说法一定正确的是()
A. 火箭受重力、空气的推力、空气阻力作用:
B. 火箭加速升空过程中处于失重状态
C. 发动机喷出气体对火箭的作用力和火箭所受的重力是一对平衡力
D. 发动机喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力的大小相等
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