◎ 题目

科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船，按照近代光的粒子说，光由光子组成，飞船在太空张开太阳帆，使太阳光垂直射到太阳帆上，太阳帆面积为S，太阳帆对光的反射率为100%，设太阳帆上每单位面积接受太阳光的辐射功率为P（即单位时间t0内有Pt0的光能到达）．已知每个光子动量为 hγ c （式中h为普朗克恒量；γ为光频率；c为光速），则： （1）若飞船总质量为m，求飞船加速度的表达式． （2）如果太阳帆对阳光一面是黑色，可以完全吸收太阳光，则飞船加速度表达式又是怎样的？

◎ 答案

（1）设单位时间t0内射到太阳帆上的光子数为n，太阳帆受到光子的作用力为F，根据动量定理可得：Ft0=2n hγ c ① n= PSt0 hγ ② 由牛顿第二定律得a= F m ③ 由①②③式解得a= 2PS mc （2）同理可知F′t0=n hγ c a= F′ m = pS mc 答：（1）飞船加速度的表达式为 2PS mc ； （2）飞船加速度表达式为 pS mc ．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船，按照近代光的粒子说，光由光子组成，飞船在太空张开太阳帆，使太阳光垂直射到太阳帆上，太阳帆面积为S，太阳帆对…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【动量定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。