Question

13．利用風推動帆船運動稱為風帆，利用太陽光推動帆運動稱之為太陽帆，假如太陽光是一個一個的光子，每個光子的質量為m，太空中單位體積的光子數(shù)位n₀，光子運動的速度為v．若太陽帆垂直于光子運動方向的面積為S，則時間t內太陽帆的向陽面受到光子撞擊的次數(shù)n為n₀Svt，據(jù)測算，這個帆的向陽面受到的平均壓力F與時間t的乘積為F•t=nmv，則太陽帆的向陽面受到光子的平均壓強p=mn₀v²．

Answer 1

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

解答 解：由題意知，光子在t時間內通過的路程：s=vt，
則V=Svt，所以撞擊太陽的光子數(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．

點評 本題主要考查了對壓強概念的理解，屬于信息給予題目之類，根據(jù)題目給出的信息，計算出時間t包括光子的體積并利用好所給出的關系式，求出壓力F是解決問題的關鍵．