一道高一动量题,在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动（速率约为几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间,为此发明了"激光致冷"技
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/27 12:30:27
一道高一动量题,在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动（速率约为几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间,为此发明了"激光致冷"技
一道高一动量题,
在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动（速率约为几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间,为此发明了"激光致冷"技术.若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球,则"激光致冷"与下述力学模型很类似：一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧）,以如图27所示速度v0水平向右运动,一个动量大小为p,质量可以忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短,接着被锁定一段时间△T,再解除锁定后使小球以大小相同的动量p水平向右弹出,紧接着不断重复上述过程,最终小车停下来.设地面和车厢均光滑,除锁定时间△T外,不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长时间,求：
（1）小球第一次入射后再弹出时,小车速度大小和这一过程
中小车动能的减少量；
（2）从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间.
一道高一动量题,在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动（速率约为几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间,为此发明了"激光致冷"技
（1）小球射入小车和它从小车弹出的过程中,小球和小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得：mv0-p=mv1~
mv1/=mv1+p
由此得：v1=vo-2p/m
此过程中小车动能减少量为：△Ek=2p(v0-p/m)
（2）小球第二次射入小车和它弹出的过程,及以后重复进行的过程中,小球和小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律,得：
mv1-p=mv2~
mv2~=mv2+p
由以上两式得：v2=v0-2(2p/m)
同理可得：vn=v0-n(2p/m)
要使小车停下来,即vn=o,小球重复射入小车和弹出的次数为,故小车从开始运动到停下来所经历的时间为.t=n△T=△T·mvo/2p
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