题文
光子具有动量，因此光照到物体表面被反射或被吸收时，都会对物体产生压力．利用这一原理，可以用太阳光作为探测器进行宇宙航行的动力．科学家们设计的一种探测器有8张三角形的帆像风车那样安装在探测器的周围，总面积达S=104m2，并始终保持正对着太阳．通过帆上的反光膜反射太阳光，利用太阳光对帆的压力使探测器得到加速．该探测器的总质量m=500kg．它所在的区域内每平方米面积上获得的太阳光功率为P=1kW，设反光膜能将太阳光全部反射．求：
（1）太阳光对帆的总压力F是多大？
（2）在太阳光的作用下，该探测器的速度每天可以增加多少？
题型：未知 难度：其他题型
答案
（1）设探测器的帆时间t内接受到的光子总数为n，则有
PSt=nE
其中E是每个光子的能量．
对这些光子运用动量定理：设它们受到的总作用力是F，则
Ft=n?2p
其中p是每个光子的动量
又E=mc2，p=mc
则得 E=pc
由以上各式得：F=2PSc
代入数据得 F=0.00667N
根据牛顿第三定律得：太阳光对帆的总压力也是F=0.067N
（2）在一天时间内，对探测器运用动量定理得 Ft=m△v
得△v=11.5m/s
答：
（1）太阳光对帆的总压力F是0.067N．
（2）在太阳光的作用下，该探测器的速度每天可以增加11.5m/s．
解析
2PSc
考点
据考高分专家说，试题“光子具有动量，因此光照到物体表面被反射或.....”主要考查你对 [动量定理 ]考点的理解。
动量定理
动量定理:
1、内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
2、表达式：Ft=p'-p或Ft=mv'-mv。
3、注意：
①动量定理公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向；
②公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力；
③动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统。对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力；系统内力的作用不改变整个系统的总动量；
④动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力。对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
冲量，动量与动量变化：
动量变化:
(1)动量变化
的表达式：
。(此式为矢量式)。
(2)
的求法：
①若的求法：
①若
在同一直线上，则先规定正方向，再用正负表示
然后进行代数运算求解。
②若然后进行代数运算求解。
②若
不在同一直线上，则用平行四边形定则(或三角形定则)求矢量差。
(3)△p的方向：△p的方向与速度的变化量
的方向相同。的方向相同。
动量和能量的综合问题的解法：
1．动量的观点与能量的观点
(1)动量的观点：动量定理和动量守恒定律。
(2)能量的观点：动能定理和能量守恒定律。这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，它无需对过程是怎样变化的细节进行深入的研究，而关心的是运动状态变化即改变的结果量及其引起变化的原因，简单地说，只要知道过程的始末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功，即可对问题求解。
2．利用动量观点和能量观点解题时应注意的问题动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式，而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式。
