👩🏫 教师答案
【答案】⑴a.Δpx=0,Δpy=2mvcosθ,方向沿y轴正向。
b.小球受到的作用力F与Δpy方向相同,沿y轴正向,根据牛顿第三定律,小球对木板的作用力
方向沿y轴负向。
⑵a.如右图,以光束①中的某一个光子为对象,射入、射出时的动量分别为p1和p1´,由三角形定则可得Δp1,方向斜向右下方。设单位时间内有N个光子,对这N个光子用动量定理,F1t=NΔp1,可知这些光子受到的合力F1方向斜向右下方,根据牛顿第三定律,这些光子对小球的合力F1´方向斜向左上方。同理,光束②中的这些光子对小球的合力F2´方向斜向左下方。光束①和②中光子对小球作用力的合力方向水平向左。
b.同理可以做如上分析,只是F1´> F2´,因此两束光对小球产生的合力向左偏上。
F1´F2´FF1´F2´Fp1´Δp1p1p2p2´Δp2F1´F2´Fθθp1´Δp1p1p2p2´Δp2F1´F2´Fθθ
【详解】
(1) a. x方向:碰撞前后速度分量不变,Δpx=0,y方向:碰撞前py=-mvcosθ,碰撞后py=mvcosθ,Δpy=2mvcosθ,方向沿y轴正向。
b. 木板对小球作用力沿y轴正向,由牛顿第三定律,小球对木板作用力沿y轴负向。
(2) a. 光束①光子对小球作用力斜向左上方,光束②斜向左下方,强度相同,合力水平向左。
b. 光束①强度大,F₁'>F₂',合力向左偏上。