很多宏观现象,其本质是由微观粒子的运动与相互作用所体现出的结果。
(1)岩盐颗粒呈现立方体形状。图1为岩盐晶体的平面结构:空心原点为氯离子,所带电荷量为-e;实心原点为钠离子,所带电荷量为+e。在分界线AA1和BB1的左侧各取一个钠离子M和N,分别以M、N为圆心,作两个相同的扇形。已知任意两个距离最近的离子间作用力的大小均为F0。若离子之间的相互作用为库仑相互作用,不考虑扇形以外远处离子的作用。
请分别计算出M、N两个钠离子受到图1所示平面分界线右侧的扇形区域内的离子作用力大小FM、FN,并判断岩盐晶体更容易沿分界线AA1还是分界线BB1断开。

(2)在“天宫课堂”太空授课活动中,某同学向航天员提问:“空间站飞行时会不会受到阻力,是否达到所需的速率后,就可以不施加动力,而保持速率不变呢?”我国空间站的轨道距地面高度约430km,远在100km的卡门线(外太空与地球大气层的分界线)之上,但轨道处依然存在非常稀薄的大气。
a.为简化问题,将空间站视为如图2所示的圆柱体,其在运行方向的横截面积为S。假定:单位体积内与空间站前端横截面发生碰撞的空气分子个数为n,且速度方向均与横截面垂直;以空间站为参考系,碰撞前后空气分子的平均速率分别为v1、v2。若每个空气分子的平均质量为m,不考虑空气分子间的相互作用,求空间站前端受到空气作用力F的大小。
b.假如你是航天员,请从以下两个方面对该同学的问题作答。
①维持空间站的运行是否需要施加动力;
②若一直不施加动力,轨道高度将如何变化。
【答案】(1)岩盐晶体更容易沿分界线BB1断开;
(2)a.空间站前端受到空气作用力F的大小为nSv1m( v1+v2);
b.①需要施加动力;②轨道高度会降低,空间站降无法正常运行。
(2)a.空间站前端受到空气作用力F的大小为nSv1m( v1+v2);
b.①需要施加动力;②轨道高度会降低,空间站降无法正常运行。
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:275引用:1难度:0.6
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