题目列表(包括答案和解析)
神舟七号宇宙飞船的航天员在准备出舱进行太空漫步时,意外发现舱门很难打开,有人臆测这可能与光压有关.已知光子的动能p、能量E与光速c的关系为E=pc,假设舱门的面积为1.0 m2,每平方公尺的舱门上每秒入射的光子能量为1.5 kJ,则舱门因反射光子而承受的力,最大约为多少牛顿?
( )
A.0.5×10-5 B.1.0×10-5
C.0.5×10-2 D.1.0×10-3
【解析】:平方公尺即为平方米.光子被舱门反射前后,光子动量变化量最大为Δp=2p(垂直入射与反射时),又因为E=pc,即对应于光子入射的能量为E时光子的动量改变量为Δp=,取Δt时间内入射的所有光子作为研究对象,由题意知Δt内与舱门发生作用的光子总能量为E总=Δt×1.5 kJ,根据动量定理FΔt=Δp总有F===,则:F=N=1.0×10-5N,B正确.
神舟七号宇宙飞船的航天员在准备出舱进行太空漫步时,意外发现舱门很难打开,有人臆测这可能与光压有关.已知光子的动能p、能量E与光速c的关系为E=pc,假设舱门的面积为1.0 m2,每平方公尺的舱门上每秒入射的光子能量为1.5 kJ,则舱门因反射光子而承受的力,最大约为多少牛顿?
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A.0.5×10-5 B.1.0×10-5
C.0.5×10-2 D.1.0×10-3
【解析】:平方公尺即为平方米.光子被舱门反射前后,光子动量变化量最大为Δp=2p(垂直入射与反射时),又因为E=pc,即对应于光子入射的能量为E时光子的动量改变量为Δp=,取Δt时间内入射的所有光子作为研究对象,由题意知Δt内与舱门发生作用的光子总能量为E总=Δt×1.5 kJ,根据动量定理FΔt=Δp总有F===,则:F=N=1.0×10-5N,B正确.
动量定理
(1)动量定理:物体所受________的冲量等于物体的________.既I=Δp
(2)动量定理的理解
①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的________,冲量是物体动量变化的量度.这里所说的冲量必须是物体所受的________的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和).
②动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系.
③现代物理学把力定义为物体动量的变化率:(牛顿第二定律的动量形式).
④动量定理的表达式是矢量式.在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正.
遇到涉及力、时间和速度变化的问题时.运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便.应用动量定理解题的思路和一般步骤为:
(1)明确研究对象和物理过程;
(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况;
(3)选取正方向,确定物体在运动过程中始末两状态的动量;
(4)依据动量定理列方程、求解.
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解法一 | 解法二 |
由于弹簧的弹力F与位移x成正比,所以甲同学先求出0~![]() ![]() ![]() 由于运动时间是 ![]() I= ![]() ![]() ![]() | 乙同学查阅资料后得到弹性势能的表达式是:Ep=![]() 设滑块到达平衡位置时的速度为v,根据机械能守恒定律: ![]() ![]() 所以:v=A ![]() 又根据动量定理:I=mv-O=A ![]() |
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