Question

（1）某激光頭的耗電功率為2×10³W，每秒鐘輸出10個光脈沖，每個脈沖持續的時間為10^-8s，攜帶的能量為0.2J，則每個脈沖的功率為多少？該激光頭將電能轉化為激光能量的效率為多少？
（2）如圖所示，質量為m的小球從高為h傾角為θ光滑斜面頂端A點由靜止下滑，到達斜面底端B點時的速度為2v₀．若小球從A點以沿斜面的初速度為

5

v₀下滑，求小球到達B點時的速度為多大？

Answer 1

（1）每個脈沖的功率P=

W

t

=

0.2

10-8

W=2×10⁷W．                    
每秒鐘轉化為光脈沖的能量是E=0.2×10 J=2 J．                        
激光器將電能轉化為激光能量的效率η=

E

E總

=0.001．                                    
（2）小球從A→B的過程中，據機械能守恒定律有：
mgh=

1

2

m(2v0)2           ①
mgh+

1

2

m(

5

v0)2=

1

2

mv2  ②
聯立①②解得v=3v₀
答：（1）每個脈沖的功率為2×10⁷W，該激光頭將電能轉化為激光能量的效率為0.001；
（2）小球到達B點時的速度為3v₀．