Question

13．利用風(fēng)推動(dòng)帆船運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為風(fēng)帆，利用太陽(yáng)光推動(dòng)帆運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為太陽(yáng)帆，假如太陽(yáng)光是一個(gè)一個(gè)的光子，每個(gè)光子的質(zhì)量為m，太空中單位體積的光子數(shù)位n₀，光子運(yùn)動(dòng)的速度為v．若太陽(yáng)帆垂直于光子運(yùn)動(dòng)方向的面積為S，則時(shí)間t內(nèi)太陽(yáng)帆的向陽(yáng)面受到光子撞擊的次數(shù)n為n₀Svt，據(jù)測(cè)算，這個(gè)帆的向陽(yáng)面受到的平均壓力F與時(shí)間t的乘積為F•t=nmv，則太陽(yáng)帆的向陽(yáng)面受到光子的平均壓強(qiáng)p=mn₀v²．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的條件，計(jì)算出時(shí)間t內(nèi)光子通過(guò)的路程，求出體積，從而可得光子粒數(shù)，即撞擊次數(shù)；
根據(jù)給出的關(guān)系式，計(jì)算出平均壓力F的大小，由p=$\frac{F}{S}$計(jì)算出光子的平均壓強(qiáng)．

解答 解：由題意知，光子在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程：s=vt，
則V=Svt，所以撞擊太陽(yáng)的光子數(shù)為：n=n₀Svt；
由F•t=nmv可得，F(xiàn)=$\frac{nmv}{t}$=$\frac{{n}_{0}Svtmv}{t}$=mn₀Sv²；
則p=$\frac{F}{S}$=$\frac{m{n}_{0}S{v}^{2}}{S}$=mn₀v²．
故答案為：n₀Svt；mn₀v²．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了對(duì)壓強(qiáng)概念的理解，屬于信息給予題目之類(lèi)，根據(jù)題目給出的信息，計(jì)算出時(shí)間t包括光子的體積并利用好所給出的關(guān)系式，求出壓力F是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．