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题目
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科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船。按照近代光的粒子说,光由光子组成,飞船在太空中张开太阳帆,使太阳光垂直射到太阳帆上,太阳帆面积为s,太阳帆对光的反射率为100%,设太阳帆上每单位面积每秒到达n个光子,每个光子的动量为p,如飞船总质量为m,求飞船加速度的表达式。如太阳帆面对阳光一面是黑色的,情况又如何?
答案
解:时间t内有nSt个光子入射到太阳帆上,这些光子的动量变化为2pnSt,太阳帆对这些光子的作用力为F,由动量定理得
Ft=2pnSt,F=2pnS
所以太阳帆的加速度
如太阳帆面对太阳光一面是黑色的,即光子照射后被完全吸收,时间t内光子的动量变化为pnSt
同理可得太阳帆的加速度为
核心考点
试题【科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船。按照近代光的粒子说,光由光子组成,飞船在太空中张开太阳帆,使太阳光垂直射到太阳帆上,太阳帆面积为s,太阳】;主要考察你对动量定理等知识点的理解。[详细]
举一反三
宇宙飞船以v0=104 m/s的速度进入分布均匀的宇宙微粒尘区,飞船每前进x=103 m,要与n=104个微粒相碰,假如每一个微粒的质量m=2×10-6 kg,与飞船相碰后附在飞船上,为了使飞船的速度保持不变,飞船的牵引力应为多大?
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不定项选择物体受到的冲量越大,则(   )A.它的动量一定越大
B.它的动量变化一定越快
C.它的动量的变化量一定越大
D.它所受到的作用力一定越大
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古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的撞击力时即可致死,并设兔子与树桩的作用时间为0.2 s,则被撞死的兔子奔跑的速度可能是多少[     ]
A.1 m/s
B.1.5m/s
C.2 m/s
D.2.5m/s
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一质量为m的物体放在光滑水平面上,今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是 [     ]
A.物体的位移相同
B.物体动能的变化量相等
C.F对物体做的功相等
D.物体动量的变化量相等
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甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下沿同一直线运动,它们的动量随时间变化关系如图所示,设甲在t1时间内受到的冲量大小为Ι1,乙在t2时间内受到的冲量大小Ι2,则由图可知
[     ]
A. F1>F2,Ι12
B. F1<F2,Ι12
C. F1=F2,Ι12
D. F1=F2,Ι1<Ι2
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