高考物理微元法解決物理試題練習(xí)題及答案及解析-資料下載頁
2025-04-05 04:38本頁面
【正文】 阻各做了多少功？【答案】；；WF阻=F阻πL【解析】【分析】【詳解】因?yàn)槔T在運(yùn)動過程中，始終與運(yùn)動方向垂直，故不做功，即重力在整個運(yùn)動過程中始終不變，小球在豎直方向上的位移為L，所以如圖所示，F(xiàn)阻所做的功就等于每個小弧段上F阻所做功的代數(shù)和。即14．根據(jù)量子理論，光子不但有動能，還有動量，其計算式為，其中是普朗克常量，是光子的波長. 既然光子有動量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時，光都會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”.既然光照射物體會對物體產(chǎn)生光壓，有人設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測中用光壓為動力推動航天器加速. 給探測器安上面積極大，反射率極高的薄膜，并讓它正對太陽．已知在地球繞日軌道上，每平方米面積上得到的太陽光能為，探測器質(zhì)量為，薄膜面積為，那么探測器得到的加速度為多大？【答案】【解析】【分析】【詳解】由和以及真空中光速，不難得出光子的能量和動量之間的關(guān)系：.設(shè)時間內(nèi)激光器射出的光子個數(shù)為，每個光子的能量為，動量為，激光照到物體上后全部被反射，這時激光對物體的光壓最大. 設(shè)這個壓強(qiáng)為，則有，.將代入得.所以，.再由牛頓第二定律，得.本題是光子與物體相互作用產(chǎn)生光壓的典型示例，也是連續(xù)作用問題在光子與物體間相互作用的典型示例，閱讀本題能理解光壓產(chǎn)生的原因.本題中航天器得到的加速度雖然很小，但長時間加速后也能得到可觀的速度增量. 這對遠(yuǎn)距離的太空探測來說是可行的，作為科學(xué)設(shè)想，本題的構(gòu)思是有其積極意義的.15．物理問題的研究首先要確定研究對象。當(dāng)我們研究水流，氣流等流體問題時，經(jīng)常會選取流體中的一小段來進(jìn)行研究，通過分析能夠得出一些有關(guān)流體的重要結(jié)論。(1)水刀應(yīng)用高壓水流切割技術(shù)，相比于激光切割有切割材料范圍廣，效率高，安全環(huán)保等優(yōu)勢。某型號水刀工作過程中，將水從面積S=，直接打在被切割材料表面，從而產(chǎn)生極大壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)切割。已知該水刀每分鐘用水600g，水的密度為ρ=103kg/m3a．求從噴嘴噴出水的流度v的大小b．高速水流垂直打在材料表面上后，水速幾乎減為0，求水對材料表面的壓強(qiáng)p約為多大。(2)某同學(xué)應(yīng)用壓力傳感器完成以下實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他將一根均勻的細(xì)鐵鏈上端用細(xì)線懸掛在鐵架臺上，調(diào)整高度使鐵鏈的下端剛好與壓力傳感器的探測面接觸。剪斷細(xì)線，鐵鏈逐漸落在探測面上。傳感器得到了探測面所受壓力隨時間的變化圖象。通過對圖線分析發(fā)現(xiàn)鐵鏈最上端落到探測面前后瞬間的壓力大小之比大約是N1:N2=3:1，后來他換用不同長度和粗細(xì)的鐵鏈重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，都得到相同結(jié)果。請你通過理論推理來說明實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果是正確的。（推理過程中需要用到的物理量的字母請自行設(shè)定）【答案】(1)a．100m/s；b．；(2)推導(dǎo)過程見解析【解析】【分析】【詳解】(1)a．一分鐘噴出的水的質(zhì)量為所以水的流速代入數(shù)據(jù)得v=100m/sb．選取時間內(nèi)打在材料表面質(zhì)量為水為研究對象，由動量定理得其中解得根據(jù)牛頓第三定律，材料表面受到的壓力則根據(jù)壓強(qiáng)公式解得(2)設(shè)單位長度的鐵鏈質(zhì)量為b，鐵鏈的長度為L，當(dāng)鐵鏈的最上端落在探測面上時，選取鐵鏈最上端的一小段為研究對象，其質(zhì)量根據(jù)自由落體運(yùn)動公式可知速度設(shè)向下方向?yàn)檎?，根?jù)動量定理解得則探測面受到鐵鏈最上端的壓力為此時除最上端外，其余部分的鐵鏈已經(jīng)落在探測面上，對探測面的壓力其中則探測面受到的總壓力為當(dāng)鐵鏈的最上端落在探測面上后，探測面受到的壓力大小由此可得實(shí)驗(yàn)結(jié)果是正確的。
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