解题思路:太阳帆受到光子的作用,由动量定理可求得飞船受到的冲击力;再由牛顿第二定律可求得飞船的加速度;
设t秒时间内有光子对飞船的平均作用力为F,则相应光子也受大小为F的力,
取光子返回方向为正,对t秒时间内所有光子分析,
由动量定理得:
Ft=(nSt)P-(nSt)(-P)=2nStP
可解得:F=2nSP
飞船所受的合力也为2nSP.
于是其加速度为:a=
F合
m=[2nSP/ m]
如太阳帆面对阳光一面是黑色的,则光子被吸收,其动量变化量为上述情况的二分之一,
故船所受的合力变为:F′=nSP
加速度变为:a′=[nSP/m]
答:飞船加速度的表达式是[2nSP/ m],如太阳帆面对阳光一面是黑色的,加速度的表达式[nSP/m].
点评:
本题考点: 动量守恒定律.
考点点评: 本题考查动量定理的应用,在解题时要明确光子的反射与吸收的不同,得出正确的动量表达式.