Question

小型高效等離子發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料不到化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的1/10，它可以使太空中

的航天器獲得動(dòng)力。在等離子發(fā)動(dòng)機(jī)中，由電極發(fā)射的電子撞擊氙原子，使之電離，在

加速電場(chǎng)的作用下，氙離子加速到很大的速度后從航天器尾部連續(xù)噴出，產(chǎn)生推力。假

設(shè)裝有等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)的航天器在太空中處于靜止，航天器的總質(zhì)量為M（在發(fā)射離子的過(guò)程中質(zhì)量可以認(rèn)為不變），每個(gè)氙離子的質(zhì)量為m，電量為q，加速電壓為U，等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)每秒時(shí)間里向外噴出的離子數(shù)為n，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)離子作功的功率為多少？航天器獲得的加速度是多少？

Answer 1

nqU 、

解析:

（1）對(duì)一個(gè)離子，由動(dòng)能定理，qU=E_K（3分），

發(fā)動(dòng)機(jī)功率等于每秒發(fā)射的離子的總動(dòng)能，即p=nqU。（3分）

（2）每個(gè)離子飛出時(shí)速度為V=(3分)。

由動(dòng)量守恒定律，△ts末航天器的速度大小為V^/=（3分），

航天器的加速度a==（3分）。