【題目】2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授于了阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）等三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)诩す忸I(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(xì)菌及其他活細(xì)胞，開啟了激光在新領(lǐng)域應(yīng)用的大門。

①為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，將激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng)。激光照射到物體上，會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生力的作用，光鑷效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)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(qiáng)越強(qiáng)）。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(qiáng)度①＞②的激光束，穿過(guò)介質(zhì)小球射出時(shí)的光路如圖所示。若不考慮光的反射和吸收，請(qǐng)分析說(shuō)明兩光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向。

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

【答案】見解析；

【解析】

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

當(dāng)強(qiáng)度①＞②強(qiáng)度相同時(shí)，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(duì)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(huì)將小球推向光束中心；一旦小球偏離光速中心，就會(huì)受到指向中心的分力，實(shí)現(xiàn)光束對(duì)小球的約束，如同鑷子一樣，“夾住”小球其它粒子

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一玩具小車沿x軸運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖所示。下列說(shuō)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(shí)，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(duì)小車做的功相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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

(1)下列說(shuō)法正確的是________．

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

B．“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足對(duì)探究過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生影響

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

(2)在實(shí)驗(yàn)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(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)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(jì)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(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目的是________．如果長(zhǎng)木板的右端墊得不夠高，木板傾角過(guò)小，用a表示小車的加速度，F表示細(xì)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.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某�？萍寂d趣小組設(shè)計(jì)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(diǎn)與 D 點(diǎn)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(gè)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(dòng)賽車（可視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量 m =1kg，其電動(dòng)機(jī) 額定輸出功率 P=10W，靜止放在 A 點(diǎn)。通電后，賽車開始向 B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，t0=5s 后關(guān)閉電源，賽車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)，到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)速度 vB=5m/s 。求：

（1）賽車運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)時(shí)的速度及其對(duì)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(yùn)動(dòng)到達(dá) F 點(diǎn)水平飛出，且對(duì)管道 F 處的上壁無(wú)壓力，賽車的通電時(shí)間 應(yīng)滿足的條件。（假定賽車關(guān)閉電源時(shí)仍處于 AB 軌道上。管道上下壁間距比小車自身高度略大）

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科目：高中物理 來(lái)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(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上，且在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)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(guò)程中，把從兩球開始接觸到形變達(dá)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(shí)間變化的圖像；并求出兩小球形變最大時(shí)，系統(tǒng)的彈性勢(shì)能Ep。

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科目：高中物理 來(lái)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(diǎn)，整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一帶正電荷的小滑塊P從水平面上c點(diǎn)無(wú)初速釋放，已知P受到的電場(chǎng)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(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過(guò)程中小滑塊

A. 所受重力做功瞬時(shí)功率可能先增大后減小

B. 所受重力和電場(chǎng)力的合力做功瞬時(shí)功率可能一直增大

C. 機(jī)械能一直增加，而電勢(shì)能一直減小

D. 重力勢(shì)能先不變后增加，動(dòng)能一直增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，一載流長(zhǎng)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(zhǎng)直導(dǎo)線左側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行．已知在t=0到t=t1的時(shí)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(shí)針?lè)较颍痪�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(shí)間t變化的圖線可能是（　�。�

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)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(shuō)法正確的是

A. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在靠近定滑輪的位置

B. 需要用天平測(cè)出小車的質(zhì)量

C. 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤用細(xì)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(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】傳送帶以恒定速度v=4m/s順時(shí)針運(yùn)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(diǎn)），平臺(tái)上的人通過(guò)一根輕繩用恒力F=20N拉小物品，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間物品被拉到離地高為H=1.8m的平臺(tái)上，如圖所示．已知物品與傳送帶這間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間是多少？

②若在物品與傳送帶達(dá)到同速瞬間撤去恒力F，求特品還需多少時(shí)間離開皮帶？

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同步練習(xí)冊(cè)答案