神舟七號宇宙飛船的航天員在準(zhǔn)備出艙進(jìn)行太空漫步時，意外發(fā)現(xiàn)艙門很難打開，有人臆測這可能與光壓有關(guān)．已知光子的動能p、能量E與光速c的關(guān)系為E＝pc，假設(shè)艙門的面積為1.0 m²，每平方公尺的艙門上每秒入射的光子能量為1.5 kJ，則艙門因反射光子而承受的力，最大約為多少牛頓？

(　　)

A．0.5×10^－5　　　　　      B．1.0×10^－5

C．0.5×10^－2                D．1.0×10^－3

【解析】：平方公尺即為平方米．光子被艙門反射前后，光子動量變化量最大為Δp＝2p(垂直入射與反射時)，又因為E＝pc，即對應(yīng)于光子入射的能量為E時光子的動量改變量為Δp＝，取Δt時間內(nèi)入射的所有光子作為研究對象，由題意知Δt內(nèi)與艙門發(fā)生作用的光子總能量為E_總＝Δt×1.5 kJ，根據(jù)動量定理FΔt＝Δp_總有F＝＝＝，則：F＝N＝1.0×10^－5N，B正確．

神舟七號宇宙飛船的航天員在準(zhǔn)備出艙進(jìn)行太空漫步時，意外發(fā)現(xiàn)艙門很難打開，有人臆測這可能與光壓有關(guān)．已知光子的動能p、能量E與光速c的關(guān)系為E＝pc，假設(shè)艙門的面積為1.0 m²，每平方公尺的艙門上每秒入射的光子能量為1.5 kJ，則艙門因反射光子而承受的力，最大約為多少牛頓？

(　　)

A．0.5×10^－5　　　　　      B．1.0×10^－5

C．0.5×10^－2                D．1.0×10^－3

【解析】：平方公尺即為平方米．光子被艙門反射前后，光子動量變化量最大為Δp＝2p(垂直入射與反射時)，又因為E＝pc，即對應(yīng)于光子入射的能量為E時光子的動量改變量為Δp＝，取Δt時間內(nèi)入射的所有光子作為研究對象，由題意知Δt內(nèi)與艙門發(fā)生作用的光子總能量為E_總＝Δt×1.5 kJ，根據(jù)動量定理FΔt＝Δp_總有F＝＝＝，則：F＝N＝1.0×10^－5N，B正確．

令世人關(guān)注的“神州”六號宇宙飛船返回艙，在費(fèi)俊龍、聶海勝兩位宇航員的精心努力下，于2005年10月17日，按預(yù)定計劃完成了各項科學(xué)考察和實驗后，安全降落在內(nèi)蒙古的中部草原．飛船在返回時，先要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，使與留軌艙分離的返回艙以近8km/s的速度進(jìn)入大氣層．當(dāng)返回艙距地面30km時，返回艙上的回收發(fā)動機(jī)啟動，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等動作．當(dāng)飛船的返回艙距地面20km以下的高度后，速度減為200m/s而勻速下降，在此過程中返回艙所受的空氣阻力為f=ρv² s/2，式中ρ為大氣的密度，v是返回艙的運(yùn)動速度，s是與形狀特征有關(guān)的阻力面積．當(dāng)返回艙距地面高度為10km時，打開面積為1200m²的降落傘，直到速度達(dá)到8.0m/s后開始勻速下落．為了實現(xiàn)軟著陸（即返回艙著陸時的速度為零），當(dāng)返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，使返回艙落地時的速度減為零，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×10³kg，取g=10m/s²．
（1）請用相應(yīng)的字母表達(dá)出返回艙在速度為200m/s時的質(zhì)量．
（2）請分析從打開降落傘后到反沖發(fā)動機(jī)點(diǎn)火前，返回艙的加速度和速度的變化情況．
（3）試求反沖發(fā)動機(jī)的平均反推力大小以及反沖發(fā)動機(jī)對返回艙所作的功（忽略反沖發(fā)動機(jī)工作時返回艙的質(zhì)量損失）．