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【題目】1動量定理可以表示為Δp=FΔt,其中動量p和力F都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時,可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究。例如,質量為m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后彈出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是v,如圖1所示。碰撞過程中忽略小球所受重力。

a分別求出碰撞前后x、y方向小球的動量變化Δpx、Δpy;

b分析說明小球對木板的作用力的方向。

2激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動。激光照射到物體上,在發(fā)生反射、折射和吸收現象的同時,也會對物體產生作用。光鑷效應就是一個實例,激光束可以像鑷子一樣抓住細胞等微小顆粒。

一束激光經S點后被分成若干細光束,若不考慮光的反射和吸收,其中光束穿過介質小球的光路如圖所示。圖中O點是介質小球的球心,入射時光束與SO的夾角均為θ,出射時光束均與SO平行。請在下面兩種情況下,分析說明兩光束因折射對小球產生的合力的方向。

a光束強度相同;

b光束強度大。

【答案】1a,方向沿y軸正方向 b沿y軸負方向 2a兩光束對小球的合力的方向沿SO向左 b兩光束對小球的合力的方向指向左上方

【解析】

試題分析:1ax方向

動量變化為

y方向動量變化為

方向沿y軸正方向

根據動量定理可知,木板對小球作用力的方向沿y軸正方向;根據牛頓第三定律可小球對木板作用力的方向沿y軸負方向

2a僅考慮光的折射,設時間內沒每束光穿過小球的子數為n,每個粒子動量的大小為p。

這些粒子進入小球前的總動量為

從小球出射時的總動量為

的方向均沿SO向右

根據動量定理

可知,小球對這些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根據牛頓第三定律,兩光束對小球的合力的方向沿SO向左。

b建立如圖所示的Oxy直角坐標系

x方向:根據2a同理可知,兩光束對小球的作用力沿x軸負方向。

y方向:設時間內,光束穿過小球的粒子數為,光束穿過小球的粒子數為,。

這些粒子進入小球前的總動量為

從小球出射時的總動量為

根據動量定理:

可知,小球對這些粒子的作用力的方向沿y軸負方向,根據牛頓第三定律,兩光束對小球的作用力沿y軸正方向。所以兩光束對小球的合力的方向指向左上方。

練習冊系列答案
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B電流表量程0~06A,內阻RA=1Ω

C電壓表量程0~3V,內阻約為20KΩ

D滑動變阻器0~20Ω,允許最大電流2A

E開關、導線若干

把得到的數據記錄后用“”在圖乙所示的“U—I”圖象中進行描點。在小組互評環(huán)節(jié),實驗2組的同學在實驗器材沒有變化的情況下對1組的實驗方案進行了改進后再次進行了實驗,并把實驗數據用“”也描在圖乙所示的“U—I”圖象中。請完成以下對1組實驗方案的評價及改進。

1從實驗原理上來看,用圖甲電路進行實驗,誤差主要來自:_____________。

2從所得實驗數據來看,不足之處是:_____ ____

3將給出的改進方案電路圖畫在方框中___ ___

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