【題目】太陽帆是利用太陽光的光壓進(jìn)行宇宙航行的一種航天器。由于這種推力很小，所以不能為航天器從地面起飛，但在沒有空氣阻力存在的太空，這種小小的推力仍然能為有足夠帆面面積的太陽帆提供 10-5～10-3g左右的加速度。如先用火箭把太陽帆送入低軌道，則憑借太陽光壓的加速，它可以從低軌道升到高軌道，甚至加速到第二、第三宇宙速度，飛離地球，飛離太陽系。如果帆面直徑為300米，可把0.5噸質(zhì)量的航天器在200多天內(nèi)送到火星；如果直徑大到2000米，可使5噸質(zhì)量的航天器飛出太陽系。

假設(shè)宇宙航行器太陽帆被涂裝成紅色，太陽光中紅光的輻射強(qiáng)度（即單位時(shí)間垂直輻射到單位面積上的能量）為P1，其它各色光的輻射總強(qiáng)度為P2，宇宙航行器太陽帆的受光面積為s，假設(shè)太陽帆能反射全部紅光，其它各色光全吸收，不考慮康普頓效應(yīng)，光速為c，求航行器因?yàn)楣庹斩@得的動(dòng)力F。（可以把紅光外的其余各色光等效地用某一特定頻率光代替）

【答案】

【解析】

根據(jù)能量和動(dòng)量的關(guān)系：，則在時(shí)間△t，面積為S的太陽帆反射紅光的光子的動(dòng)量變化：△P1＝；

吸收其他光的動(dòng)量變化：△P2＝；

根據(jù)動(dòng)量定理：Ft=△P1+△P2，

解得：。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】單板滑雪U型池如圖所示，由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R＝4 m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離s＝7.5 m，假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員向右經(jīng)過滑道B點(diǎn)時(shí)的速度v0＝16 m/s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD＝8 m/s。設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m＝50 kg，忽略空氣阻力的影響，已知圓弧上A、D兩點(diǎn)的切線沿豎直方向，滑板與水平滑道BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g取10 m/s2。求：

(1)運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)對圓弧軌道的壓力；

(2)運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中上升的最大高度；

(3)運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中克服摩擦阻力所做的功。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑絕緣的水平面上的A、B兩點(diǎn)分別放置質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)點(diǎn)電荷QA和QB．將兩個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)釋放，已知?jiǎng)傖尫艜r(shí)QA的加速度為a，經(jīng)過一段時(shí)間后（兩電荷未相遇），QB的加速度也為a，且此時(shí)QB的速度大小為v，問：

（1）此時(shí)QA的速度和加速度各多大？

（2）這段時(shí)間內(nèi)QA和QB構(gòu)成的系統(tǒng)增加了多少動(dòng)能？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，若穿過某截面的磁通量為Φ=Φmsinωt，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為e=ωΦmcosωt。如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框ACD(由細(xì)軟彈性電阻絲制成)端點(diǎn)A、D固定。在以水平線段AD為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場。設(shè)導(dǎo)線框的電阻恒定，圓的半徑為R，用兩種方式使導(dǎo)線框上產(chǎn)生感應(yīng)電流。方式1：將導(dǎo)線上的C點(diǎn)以恒定角速度ω1(相對圓心O)從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)至D點(diǎn)；方式2：以AD為軸，保持∠ADC=45°，將導(dǎo)線框從豎直位置以恒定的角速度ω2轉(zhuǎn)90°。則下列說法正確的是（ ）

A. 方式1中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針，后逆時(shí)針

B. 方式1中，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢為e1=BR2ω1cosω1t

C. 兩種方式中，通過導(dǎo)線截面的電荷量相等

D. 若ω2=2ω1，則兩種方式電阻絲上產(chǎn)生的熱量相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】作為一種新型的多功能航天飛行器，航天飛機(jī)集火箭、衛(wèi)星和飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)于一身。假設(shè)一航天飛機(jī)在完成某次維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，如圖所示。已知A點(diǎn)距地面的高度為2R(R為地球半徑)，B點(diǎn)為軌道Ⅱ上的近地點(diǎn)，地球表面重力加速度為g，地球質(zhì)量為M，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是(　　)

A. 該航天飛機(jī)在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于經(jīng)過B點(diǎn)的速度

B. 該航天飛機(jī)在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度

C. 在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，航天飛機(jī)的加速度一直變大

D. 航天飛機(jī)在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處。將小球拉至A處時(shí)，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)速度為v，AB間的豎直高度差為h，則下列說法正確的是（ ）

A. 由A到B過程合力對小球做的功等于

B. 由A到B過程小球的重力勢能減少

C. 由A到B過程小球克服彈力做功為

D. 小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢能為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)大小不計(jì)質(zhì)量均為m的物體A、B放置在水平地面上，一根長為L不可伸長的輕繩兩端分別系在兩物體上，繩恰好伸直且無拉力，在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力F，使兩物體慢慢靠近，直至兩物體接觸，已知兩物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因素均為，則在兩物體靠近的過程中下列說法正確的是

A. 拉力F一直增大

B. 物體A所受的摩擦力不變

C. 地面對A物體的支持力先減小后增大

D. 當(dāng)兩物體間的距離為時(shí)，繩上的拉力最小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示裝置由水平軌道、傾角θ=37°的傾角軌道連接而成，軌道所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量m=0.035kg、長度L=0.1m、電阻R=0.025Ω的導(dǎo)體棒ab置于傾斜軌道上，剛好不下滑；質(zhì)量、長度、電阻與棒ab相同的光滑導(dǎo)體棒cd置于水平軌道上，用恒力F=2.0N拉棒cd，使之在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)．棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．

（1）求棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（2）求當(dāng)棒ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)cd棒速度v的大��；

（3）若從cd棒剛開始運(yùn)動(dòng)到ab棒剛要上滑的過程中，cd棒在水平軌道上移動(dòng)的距離里x=0.55m，求此過程中ab棒上產(chǎn)生的熱量Q．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1956年吳健雄用半衰期為5．27年的放射源對李政道和楊振寧提出的在弱相互作用中宇稱不守恒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。的衰變方程式為（其中是反中微子，它的電荷為零，質(zhì)量可認(rèn)為等于零）。下列說法正確的是

A. 增大壓強(qiáng)，可使的半衰期變?yōu)?/span>6年

B. X是電子

C. 衰變能釋放出X，說明了原子核中有X

D. 若該衰變過程中的質(zhì)量虧損為△m，真空中的光速為c，則該反應(yīng)釋放的能量為△mc2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案