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如图所示为离子发动机的示意图:其原理是设法将惰性气体(比如氙气)电离,使中性的原子变成带正电的离子,这些带正电的气体离子经过加速电场加速,以很高的速度沿同一方向喷出舱室,由此产生推力。由于单位时间内喷出的气体离子质量很小,探测器得到的加速度会非常小,但经过足够长时间的加速,同样可以得到很大的速度。假如探测器连同离子发动机和氙气的总质量为M,每个氙离子的质量为m,电量为q,加速电压为U,离子加速后形成的电流强度为I,为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其它外力,忽略推进器运动速度,求:
(1)发动机单位时间内喷出多少个氙离子;
(2)离子发动机工作的初始阶段,产生推力能使探测器产生的加速度大小;
(3)为使离子推进器正常运行,必须在有离子喷射的出口处用中和电子枪向正离子喷射电子,试解释其原因。

【答案】见试题解答内容
【解答】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:129引用:2难度:0.6
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  • 1.如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后经过0.2s后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看作质点且质量为m=1kg,g取10m/s2。(结果可以保留根号)
    (1)求小球经过B点时的速率v;
    (2)若使小球恰好到达B点,求小球刚进入管道时的速度vA

    发布:2024/12/30 0:0:1组卷:60引用:3难度:0.7
  • 2.如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m.现将一质量m=0.2kg的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放,小滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平抛出,
    g=10m/s2,求
    (1)小滑块沿圆弧轨道运动的过程中所受摩擦力做的功是多少?
    (2)小滑块经B点时对圆轨道的压力大小?
    (3)小滑块着地时的速度大小和方向?

    发布:2024/12/30 0:0:1组卷:39引用:7难度:0.3
  • 3.如图所示,光滑的水平面AB与光滑的竖直半圆形轨道BC平滑连接,半圆轨道半径R=0.2m,一个质量为m=0.5kg的物体放在A处,现作用一水平向右的恒力F,使物块由静止开始运动,当物体运动到B点时,撤去水平恒力F,物体恰好能通过半圆轨道的最高点C,并从C点水平抛出,后又落回A处,g取10m/s2,物体可视为质点。空气阻力不计。求:
    (1)AB的长度L;
    (2)物体在B点时对轨道的压力;
    (3)力F的大小。

    发布:2024/12/30 0:0:1组卷:64引用:3难度:0.5
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