Question

“孤帆一片日邊來(lái)”，唐朝詩(shī)人李白的這句詩(shī)，似乎是為今天的太陽(yáng)帆吟誦的．現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)，光對(duì)被照物體確實(shí)具有力的作用，科學(xué)家正在力圖用這一原理制造“太陽(yáng)帆”，用它為太空飛船提供動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)星際旅行．吹動(dòng)太陽(yáng)帆的“風(fēng)”，不再是吹動(dòng)普通風(fēng)帆的氣流，而是太陽(yáng)光形成的“光子流”．
（1）你認(rèn)為這種“光子流”的速度應(yīng)為 ______m/s．
（2）研究表明，在地球附近，一個(gè)正對(duì)著太陽(yáng)的面積為1.0×10⁶m²的平整光亮表面，受到太陽(yáng)光的壓力約為9N，求太陽(yáng)光對(duì)這個(gè)平面的壓強(qiáng)約為多大？
（3）若一安裝太陽(yáng)帆的飛船，其正對(duì)太陽(yáng)的帆面面積為2.0×10³m²，在太陽(yáng)光的推動(dòng)下，飛船飛行1.0×10⁵km，求太陽(yáng)光對(duì)飛船做的機(jī)械功是多少？
（4）在遠(yuǎn)離地球的太空，宇宙飛船中電器設(shè)備所需的電能較難補(bǔ)充，若將薄膜狀的太陽(yáng)能電池敷設(shè)在飛船巨大的太陽(yáng)帆上，則太陽(yáng)能將會(huì)轉(zhuǎn)化為 ______能和 ______能．

Answer 1

【答案】分析：（1）太陽(yáng)光屬于電磁波，所以光子流的速度既是光速；
（2）已知受力面積和壓力，求壓強(qiáng)，利用壓強(qiáng)計(jì)算公式計(jì)算即可；
（3）已知受力面積和壓強(qiáng)，先利用壓強(qiáng)計(jì)算公式求出壓力，再利用功的公式W=Fs計(jì)算及機(jī)械功；
（4）太陽(yáng)能將會(huì)轉(zhuǎn)化為宇宙飛船中電器設(shè)備所需的電能；
并由“太陽(yáng)帆”為太空飛船提供動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)星際旅行，故轉(zhuǎn)化為電能和機(jī)械能．
解答：解：（1）太陽(yáng)光屬于電磁波，所以光子流的速度既是光速v=3.0×10⁸m/s；
故答案為：3.0×10⁸；
（2）太陽(yáng)光對(duì)這個(gè)平面的壓強(qiáng)約為
答：太陽(yáng)光對(duì)這個(gè)平面的壓強(qiáng)約為9×10^-6p_a；
（3）W=F₂s₃=（p₁s₂）s₃=（9×10^-6Pa×2.0×10³m²）×1.0×10⁸m=1.8×10⁶J
答：太陽(yáng)光對(duì)飛船做的機(jī)械功是1.8×10⁶J；
（4）由題意知：太陽(yáng)能將會(huì)轉(zhuǎn)化為宇宙飛船中電器設(shè)備所需的電能和能使飛船實(shí)現(xiàn)星際旅行所需要的機(jī)械能．
故答案為：電；機(jī)械（動(dòng)）．
點(diǎn)評(píng)：本題涉及光、力學(xué)的壓力和壓強(qiáng)，功的計(jì)算，能量的轉(zhuǎn)化等諸多知識(shí)，難度大．