1.人們射向未來深空探測器是以光壓為動力的,讓太陽光垂直薄膜光帆照射并全部反射,從而產(chǎn)生光壓.設(shè)探測器在軌道上運行時,每秒每平方米獲得的太陽光能E=1.5×104J,薄膜光帆的面積S=6.0×102m2,探測器的質(zhì)量m=60kg,已知光子的動量的計算式 ,那么探測器得到的加速度大小最接近
A. 0.001m/s2 B. 0.01m/s2 C. 0.0005m/s2 D. 0.005m/s2
【答案】A
【解析】
【詳解】由E=hv,P= 以及光在真空中光速c=λv知,光子的動量和能量之間關(guān)系為E=Pc.設(shè)時間t內(nèi)射到探測器上的光子個數(shù)為n,每個光子能量為E,光子射到探測器上后全部反射,則這時光對探測器的光壓最大,設(shè)這個壓強為p壓;每秒每平方米面積獲得的太陽光能:
p0= •E
由動量定理得
F• =2p
壓強
p壓=
對探測器應(yīng)用牛頓第二定律
F=Ma
可得
a=
代入數(shù)據(jù)得
a=1.0×10-3m/s2
故A正確,BCD錯誤.
故選A.
點睛:該題結(jié)合光子的相關(guān)知識考查動量定理的應(yīng)用,解答本題難度并不大,但解題時一定要細心、認真,應(yīng)用動量定理與牛頓第二定律即可解題.