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.为此已发明了“激光致冷的技术．若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球.则“激光致冷与下述的力学模型很类似．一辆质量为m的小车.如图所示以速度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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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，为此已发明了“激光致冷”的技术．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”与下述的力学模型很类似．一辆质量为m的小车(一侧固定一轻弹簧)，如图所示以速度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ΔT，再解除锁定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，最终小车将停下来．设地面和车厢均为光滑，除锁定时间ΔT外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间．

求：

(1)小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的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．

答案：
解析：

解析：(1)设小球第一次入射后再弹出时，小车的速度为 v₁，由动量守恒mv₀-P＝mv₁＋P ①

　　解得v₁＝v₀-，动能减少ΔE_k＝Mv₀²-Mv₁²＝．

　　(2)设小球入射n次后速度为零，由动量守恒：

　　mv₀-2nP＝0 ②

　　解得n＝

　　因每次锁定时间为ΔT，故总时间t＝nRT＝ΔT

　　答案：(1)v₁＝v₀－ ΔE_k＝

　　(2)t＝ΔT

　　小结：小球每射入、释放一次，小车的动量改变均为2P，而动能改变不同，因此求入射次数时，不能用n＝．

　　引申：求小球从第一次入射开始到小车停止，小车的总位移．

　　答案：S＝ΔT

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一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度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，最终小车将停下来，设地面和车厢均为光滑，除锁定时间△T外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间．求：
（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的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．

（9分）在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使不停地做热运动（速率约几百米每秒）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，为此已发明了“激光制冷”的技术，若把原子和入射光分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光制冷”与下述的力学模型很类似。一辆质量为ｍ的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度v₀水平向右运动。一个动量大小为ｐ，质量可以忽略的小球先向左射入小车，然后以大小相同的动量ｐ被轻弹簧水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。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、伸长的时间。求：

（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的大小和这一次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。

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，为此已发明了“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”与下述的模型很类似．

　一辆质量为m的小车(一侧固定一轻弹簧)，如图所示，以速度v₀水平向右运动，一动量大小为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，接着被锁定一定时间ΔT，再解除锁定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，最终小车将停下来．设地面和车厢均为光滑，除锁定时间ΔT外．不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间，求：

(1)小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的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．

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，为此已发明了“激光致冷”的技术。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”与下述的力学模型很相似。

一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度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，最终小车将停下来。设地面和车厢均为光滑，除锁定时间△T外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间。求：

（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的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。

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，为此已发明了“激光制令”的技术，若把原子和入射光分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光制冷”与下述的力学模型很类似．
一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度v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，最终小车将停下来，设地面和车厢均为光滑，除锁定时间△T外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间．求：
（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的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．

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