（2007？天津）离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正．推进剂从图中P处注入，在 （1）设一个正离子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度为v，根据动能定理，有qU＝12mv2 ①设离子推进器在△t时间内喷出质量为△M的正离子，并以其为研究对象，推进器对△M的作用力为F'，由动量定理，有F'△t=△Mv ②由牛顿第三定律知F'=F ③设加速后离子束的横截面积为S，单位体积内的离子数为n，根据电流的微观表达式有I=nqvs ④单位时间内喷出离子的个数N=nvs单位时间内喷出离子的质量J=nmvs ⑤由④、⑤可得IJ＝qm又J＝△M△t⑥解得U＝F22JI⑦（2）推进器持续喷出正离子束，会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力作用将严重阻碍正离子的继续喷出．电子积累足够多时，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作．因此，必须在出口D处向发射正离子束注入电子以中和正离子，使推进器获得持续推力．
（3）如果沿垂直于飞船速度的方向进行推进，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离子数N为多少？ （1）由动能定理可知，qU=12mv2解得：v＝2qUm（2）以t秒内喷射的离子（nm）为研究对象，应用动量定理有Ft＝nmv又因为，I＝nqt解之得：F＝I2mUq（为nm受到的平均冲力）由牛顿第三定律知，飞船受到的平均反冲力大小为I2mUq（3）飞船方向调整前后，其速度合成矢量如图所示V=Vtanθ因系统总动量守恒（而且M＞＞Nm）又因M△V=Nmv解得：N＝M△Vmv＝MVtanθ2mqU答：（1）正离子经电场加速后，从C端口喷出的速度v是2qUm；（2）推进器开启后飞船受到的平均推力F是I 作业帮用户 2017-10-08 问题解析（1）根据动能定理qU=12mv2，即可求解；（2）根据却是定理与电量表达式相结合，则即可求解；（3）由速度的合成，与动量守恒定律相综合，从而求解．名师点评 本题考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第三定律；动量定理．考点点评：本题难度较大，考查的内容较多较深，知识点错综复杂，但只要我们按题目最后的要求一层一层往前推导，通过联想类比就有可能顺利解决问题．扫描下载二维码 ？2020 作业帮？联系方式：service@zuoyebang.com？ 作业帮协议
离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注 解：（1）设一个正离子的质量为m、电荷量为q，加速后的速度为v，根据动能定理有：设离子推进器在Δt时间内喷出质量为ΔM的正离子，并以其为研究对象，推进器ΔM的作用力F'。
