很多宏觀現象,其本質是由微觀粒子的運動與相互作用所體現出的結果。
(1)巖鹽顆粒呈現立方體形狀。圖1為巖鹽晶體的平面結構:空心原點為氯離子,所帶電荷量為-e;實心原點為鈉離子,所帶電荷量為+e。在分界線AA1和BB1的左側各取一個鈉離子M和N,分別以M、N為圓心,作兩個相同的扇形。已知任意兩個距離最近的離子間作用力的大小均為F0。若離子之間的相互作用為庫侖相互作用,不考慮扇形以外遠處離子的作用。
請分別計算出M、N兩個鈉離子受到圖1所示平面分界線右側的扇形區域內的離子作用力大小FM、FN,并判斷巖鹽晶體更容易沿分界線AA1還是分界線BB1斷開。

(2)在“天宮課堂”太空授課活動中,某同學向航天員提問:“空間站飛行時會不會受到阻力,是否達到所需的速率后,就可以不施加動力,而保持速率不變呢?”我國空間站的軌道距地面高度約430km,遠在100km的卡門線(外太空與地球大氣層的分界線)之上,但軌道處依然存在非常稀薄的大氣。
a.為簡化問題,將空間站視為如圖2所示的圓柱體,其在運行方向的橫截面積為S。假定:單位體積內與空間站前端橫截面發生碰撞的空氣分子個數為n,且速度方向均與橫截面垂直;以空間站為參考系,碰撞前后空氣分子的平均速率分別為v1、v2。若每個空氣分子的平均質量為m,不考慮空氣分子間的相互作用,求空間站前端受到空氣作用力F的大小。
b.假如你是航天員,請從以下兩個方面對該同學的問題作答。
①維持空間站的運行是否需要施加動力;
②若一直不施加動力,軌道高度將如何變化。
【答案】(1)巖鹽晶體更容易沿分界線BB1斷開;
(2)a.空間站前端受到空氣作用力F的大小為nSv1m( v1+v2);
b.①需要施加動力;②軌道高度會降低,空間站降無法正常運行。
(2)a.空間站前端受到空氣作用力F的大小為nSv1m( v1+v2);
b.①需要施加動力;②軌道高度會降低,空間站降無法正常運行。
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:284難度:0.6
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