【題目】2018年諾貝爾物理學(xué)獎授于了阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）等三位科學(xué)家，以表彰他們在激光領(lǐng)域的杰出成就。阿瑟·阿什金發(fā)明了光學(xué)鑷子（如圖），能用激光束“夾起”粒子、原子、分子；還能夾起病毒、細菌及其他活細胞，開啟了激光在新領(lǐng)域應(yīng)用的大門。

①為了簡化問題，將激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動。激光照射到物體上，會對物體產(chǎn)生力的作用，光鑷效應(yīng)就是一個實例。

現(xiàn)有一透明介質(zhì)小球，處于非均勻的激光束中（越靠近光束中心光強越強）。小球的折射率大于周圍介質(zhì)的折射率。兩束相互平行且強度①＞②的激光束，穿過介質(zhì)小球射出時的光路如圖所示。若不考慮光的反射和吸收，請分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向。

②根據(jù)上問光束對小球產(chǎn)生的合力特點，試分析激光束如何“夾起”粒子的？

【答案】見解析；

【解析】

解：①由動量定理可知：△v的方向即為小球?qū)馐饔昧Φ姆较?/span>

當(dāng)強度①＞②強度相同時，作用力F1＞F2，由平行四邊形定則知，①和②光速受力合力方向向左偏下，則由牛頓第三定律可知，兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向向右偏上，如圖所示

②如圖所示，小球受到的合力向右偏上，此力的橫向的分力Fy，會將小球推向光束中心；一旦小球偏離光速中心，就會受到指向中心的分力，實現(xiàn)光束對小球的約束，如同鑷子一樣，“夾住”小球其它粒子

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】一玩具小車沿x軸運動，其v－t圖象如圖所示。下列說法正確的是

A. 第1s內(nèi)和第4內(nèi)，小車的加速度大小相等、方向相同

B. 0~3s內(nèi)，小車的平均速度為5m/s

C. t=3s時，小車的速度大小為5m/s，方向沿x軸正方向

D. 第2s內(nèi)和第3s內(nèi)，合力對小車做的功相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示．

(1)下列說法正確的是________．

A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)該保證拉力的大小不變

B．“重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足對探究過程也不會產(chǎn)生影響

C．在探究加速度與力的關(guān)系時，只需測量一次，記錄一組數(shù)據(jù)即可

D．在探究加速度與力的關(guān)系時，作a－F圖象應(yīng)該用折線將所描的點依次連接

(2)在實驗中，某同學(xué)得到了一條紙帶如圖所示，選擇了A、B、C、D、E作為計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間還有4個計時點沒有標(biāo)出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，電源頻率為50 Hz，可以計算出小車的加速度大小是________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

(3)某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高，其目的是________．如果長木板的右端墊得不夠高，木板傾角過小，用a表示小車的加速度，F表示細線作用于小車的拉力，他繪出的a－F關(guān)系圖象可能是________．

A.B.

C.D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某校科技興趣小組設(shè)計了如圖所示的賽車軌道，軌道由水平直軌道 AB、圓軌道 BCD （B點與 D 點在同一水平面上但不重合）、水平直軌道 DE、圓弧軌道 EP 和管道式圓弧軌道 PF 組成，整個軌道處在同一豎直面內(nèi)，AB 段粗糙，其他軌道均光滑，EO2 和 FO3 均沿豎直方向。已 知 R1= 0.5 m，R2=1.2 m，θ =60°。一遙控電動賽車（可視為質(zhì)點）質(zhì)量 m =1kg，其電動機 額定輸出功率 P=10W，靜止放在 A 點。通電后，賽車開始向 B 點運動，t0=5s 后關(guān)閉電源，賽車?yán)^續(xù)運動，到達 B 點時速度 vB=5m/s 。求：

（1）賽車運動到 C 點時的速度及其對軌道的壓力；

（2）賽車克服阻力所做的功；

（3）要使賽車沿軌道運動到達 F 點水平飛出，且對管道 F 處的上壁無壓力，賽車的通電時間 應(yīng)滿足的條件。（假定賽車關(guān)閉電源時仍處于 AB 軌道上。管道上下壁間距比小車自身高度略大）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m1的小球從高h處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞前后兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失。

①求碰撞后小球的m2速度大小v2；

②在兩球碰撞過程中，把從兩球開始接觸到形變達到最大值，稱為壓縮階段。在圖中的坐標(biāo)系中，定性畫出在壓縮階段兩小球的速度隨時間變化的圖像；并求出兩小球形變最大時，系統(tǒng)的彈性勢能Ep。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ab是半徑為R的圓弧，圓心角為θ=45°。圓弧與水平面相切于a點，整個裝置處在水平向右的勻強電場中。一帶正電荷的小滑塊P從水平面上c點無初速釋放，已知P受到的電場力大小等于所受重力，所有接觸面均光滑絕緣。小滑塊P從c點開始運動到其軌跡最高點的過程中小滑塊

A. 所受重力做功瞬時功率可能先增大后減小

B. 所受重力和電場力的合力做功瞬時功率可能一直增大

C. 機械能一直增加，而電勢能一直減小

D. 重力勢能先不變后增加，動能一直增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線左側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行．已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向右、后水平向左．設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是（　�。�

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖示裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，下列說法正確的是

A. 打點計時器應(yīng)固定在靠近定滑輪的位置

B. 需要用天平測出小車的質(zhì)量

C. 平衡摩擦力時，應(yīng)將砝碼盤用細繩系在小車上

D. 為了使小車受到的拉力近似等于鉤碼的重力，應(yīng)使小車質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】傳送帶以恒定速度v=4m/s順時針運行，傳送帶與水平面的夾角θ=37°．現(xiàn)將質(zhì)量m=2kg的小物品輕放在其底端（小物品可看成質(zhì)點），平臺上的人通過一根輕繩用恒力F=20N拉小物品，經(jīng)過一段時間物品被拉到離地高為H=1.8m的平臺上，如圖所示．已知物品與傳送帶這間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

①物品從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間是多少？

②若在物品與傳送帶達到同速瞬間撤去恒力F，求特品還需多少時間離開皮帶？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案