微觀粒子流問題

1、微觀粒子流離子流離子推進(jìn)注意點：單位時間內(nèi)噴出的離子數(shù)目（質(zhì) 量），運用動量定理表示推力 F電子流電流的微觀表示、 電子反沖力光子流光壓分子流氣體壓強宏觀微粒子流太空塵埃流飛船受塵埃阻力米粒流稱米問題雨滴流雨滴下落沖擊睡蓮宏觀流水流水流沖擊力、水泵功率空氣流風(fēng)力、風(fēng)能發(fā)電氣流 （反沖 ）火箭發(fā)射、衛(wèi)星變軌微觀粒子流一、離子推進(jìn)2007 高考北京理綜BC22 分）離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài) 控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P 處注入，在 A 處電離出正離子， BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入 B 時的速度忽略不 計，經(jīng)加速后形成電流為 I 的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲 得的推力為

2、 F，單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為 J。為研究方便， 假定離子推進(jìn)器在太空飛行時不受其他阻力，忽略推進(jìn)器運動的速度。求加在 BC 間的電壓 U；為使離子推進(jìn)器正常運行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因。二、電子流：考點是電流的微觀表示，電子流的沖力大小 在彩色電視機(jī)的顯像管中， 從電子槍射出的電子在加速電壓 U 作用下被加速， 且形成電流為 I 的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為 e，進(jìn)入加速電場之前的初速不計，求：（1） t 秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)（2）顯像管受到電子流的平均沖力多大三、光子流：考點是光子的能量、沖量表示以及光子流的沖力

3、大小、光壓求法 一臺氣體激光器發(fā)出的激光的功率為P0, 射出的光束的橫截面積為 S，光速為 C，當(dāng)它垂直射到某一較大的物體表面時光子全部被反射，則激光對該物體產(chǎn)生的光壓是多大四、分子流：考點結(jié)合沖量定理求氣體壓強的微觀表示，切記離子可與六個面碰撞。 正方體密閉容器中有大量運動粒子 , 每個粒子質(zhì)量為 m, 單位體積內(nèi)粒子數(shù)量 n 為恒量 . 為簡 化問題 , 我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為V,且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等；與器壁碰撞前后瞬間 , 粒子速度方向都與器壁垂直 ,且速率不變 . 利用所學(xué)力學(xué)知識 ,導(dǎo)出器壁單 位面積所受粒子壓力 f 與 m、n 和 v 的關(guān)系 .宏觀粒子流：

4、2015 西城一模 24 題一、太空塵埃流：考點是動量定理、牛頓第三定律 橫截面積為 S的一艘宇宙飛船， 以速度 v 在太空中航行時， 進(jìn)入靜止的塵埃區(qū)， 每立方塵埃 微粒的個數(shù)為 N，設(shè)每個塵埃微粒的質(zhì)量都是 m,如果塵埃與飛船撞擊后都附著在飛船上， 要 使飛船維持原速前進(jìn)，飛船應(yīng)增加多大的動力二、米粒流：考點是稱米問題自動稱米機(jī)已被許多大糧店廣泛使用， 買者認(rèn)為： 因為米流落到容器中時有向下的沖力而不 劃算； 賣者則認(rèn)為： 當(dāng)預(yù)定米的質(zhì)量數(shù)滿足時，自動裝置即刻切斷米流時， 此刻尚有一些米 仍在空中， 這些米是多給買者的， 因而雙方爭執(zhí)起來， 究竟哪方說得對而劃算呢 （原理如圖）三、雨滴流：

5、考點是雨滴下落沖擊睡蓮、1、為了估算池中睡蓮葉面承受住雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強, 小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺 , 測得 1 小時內(nèi)杯中水上升了 45mm.查詢得知 , 當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為 12m/s, 估算此睡蓮葉面該收到的壓強 .限制條件： 設(shè)雨滴撞擊睡蓮葉面后并沒有反彈 ,不 計雨滴的重力 ,雨水的密度為 11000kg/ 立方米宏觀流一水流：水流沖擊力、水泵功率1、在采煤方法中 , 有一種方法是用高壓水流將煤層擊碎而將煤采下 . 今有一采煤用水槍 , 水槍的出口面積為 S,水流垂直射向煤層表面后水流速度即變?yōu)榱?，設(shè)水的密度為, 水流對煤層表面的沖擊力為 F, 求：由槍口射出的高

6、壓水流速度 .二、空氣流2008 年北京23（ 18分）風(fēng)能將成為 21 世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能 （氣流的功能） 轉(zhuǎn)化為電能的裝置 ，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī) 、齒輪箱 ，發(fā)電機(jī)等 。如圖所示。（ 1）利用總電阻 R 10 的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。輸送功率p0 300kw ，輸電電壓 U 10kw ，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值;（ 2）風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為 p，氣流速度為 v，風(fēng)輪機(jī)葉片長度為 r 。求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm;在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下 ，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時間接受的風(fēng)能

7、，簡述可采取的措施 。（ 3）已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率 P與 Pm成正比。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速 v1=9m/s 時能 夠輸出電功率 P1=540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于 v2=6m/s 的時間每年約為 5000 小時，試估 算這臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時。2012 年海淀二模23（18 分）大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害， 同時風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源。乙（1）據(jù)北京市氣象臺監(jiān)測顯示， 2012年 3月23日北 京刮起了今年以來最大的風(fēng)，其短時風(fēng)力達(dá)到近十級。在 海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信 息亭砸中，如圖甲所示。已知該信息亭形狀為長方體

8、，其 高度為 h，底面是邊長為 l 的正方形，信息亭所受的重力 為 G，重心位于其幾何中心。求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中，至少需要對信息亭做 多少功；若已知空氣密度為 ，大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為 v，方向垂直于正常直立的信息亭的豎直 表面， 大風(fēng)中運動的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱恪?求信息亭正常直立時， 大風(fēng)給它 的對時間的平均作用力為多大。（2）風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將風(fēng)能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為 電能，其主要部件如圖乙所示。 已知某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時的有效受風(fēng)面 積為 S，運動的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱悖L(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率和空 氣密度均保持不變。 當(dāng)風(fēng)速為 v 且風(fēng)向與風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)面垂直時， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)