[题目]已知火箭发动机产生推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J与推进剂速度的乘积.即F＝J·v.质子火箭发动机喷出的推进剂是质子.这种发动机用于外太空间中产生的小推力来纠正卫星的轨道或姿态.设一台质子发动机喷出质子流的等效电流I＝1 A.用于加速质子的电压U＝5×104 V.试求该发动机的推力.已知质子的质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】已知火箭发动机产生推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J与推进剂速度的乘积，即F＝J·v，质子火箭发动机喷出的推进剂是质子，这种发动机用于外太空间中产生的小推力来纠正卫星的轨道或姿态，设一台质子发动机喷出质子流的等效电流I＝1 A，用于加速质子的电压U＝5×104 V，试求该发动机的推力，已知质子的质量是m＝1.6×10－27 kg，电荷量为e＝1.6×10－19 C.（计算结果保留一位有效数字）

【答案】0.03N

【解析】试题分析：根据动能定理求出每一质子通过电场加速后的速度，再根据能量关系计算出时间t内喷出质子的质量，从而求出单位时间内喷出的质量，根据题意，火箭发动机产生推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J与推进剂速度的乘积，即，代入数据计算即可。

对质子火箭发动机，加速每一个质子的过程，根据动能定理有：，解得： ①

对任意一段时间t内通过质子的电量为q，质量为M，由能量关系：，所以有 ②

由于： ③

将①②代入③得：

点晴：本题的难点是根据能量关系求出时间t内喷出的总质量，再求出单位时间内喷出的质量J．要分析清楚题中给定的信息，根据计算发动机的推力。

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