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科学家设想在未来的航天事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道上运行的期间,地面指挥控制中心成功地实施了飞船上太阳帆板展开的试验.设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=,设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船的加速度.

解析:动量为p的光子垂直打到太阳帆板上再反射,动量的改变量

Δp=p-p=p-(-p)=2p                                                          ①

此处设末动量方向为正方向,由动量定理FΔt=Δp                                  ②

由牛顿第三定律知,太阳帆板上受到的光压力F′=F=,由牛顿第二定律:F=ma可得飞船的加速度a==.

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科目:高中物理 来源: 题型:

光是由没有静态质量但有动量的光子构成,当光子撞击光滑的物体平面时,可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向,并给撞击物体以相应的推动作用力。单个光子产生的推力极其微小,在太阳到地球的距离上,众多光子在1平方米帆面上产生的推力只有,还不足一只蚂蚁的重量,加速度很小,但根据速度=加速度×时间的公式,只要时间足够长,太阳帆最终能达到一定速度。科学家设想未来的宇宙航事业中利用太阳帆来加速星际飞船。如果帆是白色的,反射全部光子,如果帆是黑色,那么反射光子数忽略不计,设太阳光是垂直入射帆面的。则下列说法正确的是(    )

A.白色帆面所受推力大

B.黑色帆面所受推力大

C.两种帆面所受推力一样大

D.无法确定哪种帆面所受推力大

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