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【物理3-5】在用α粒子轰击静止的氮核的实验中,假设某次碰撞恰好发生在同一条直线上。已知α粒子轰击前的速度为v0,质量为m0,产生的氧核速度为v1,质量为m1,同向飞出的质子的质量为m2,设光速为c,问:(1)质子飞出的速度为多大?
(2)已知生成物氧核和质子的总动能比入射的α粒子动能少了ΔEk,若该反应引起的质量亏损中,伴随着飞出一个光子,则该光子的能量E为多大?
解:(1)由动量守恒定律m0v0=m1v1+m2v2
解出质子飞出的速度 v2=。
(2)由质能方程,因质量亏损放出的能量
ΔE=[m0-(m1+m2)]c2
由能量守恒定律
E=ΔE+ΔEk
联立解得:E=(m0-m1-m2)c2+ΔEk。
考查动量守恒定律,质能方程,能量守恒定律。
练习册系列答案
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【物理-选修3-5】(15分)
(1)氢原子的能级如图所示。假定用光子能量为E的一束光照射大量处于n=3能级的氢原子,氢原子吸收光子后,能且只能发出频率为γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、γ6六种频率的光,频率从γ1到γ6依次增大,则E等于:
A.hγ1 | B.hγ2 | C.hγ5 | D.hγ6 |
(2)如图所示,甲车的质量是m甲="2.0" kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为m="1.0" kg可视为质点的小物体.乙车质量为m乙="4.0" kg,以v乙="9.0" m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得v甲′="8.0" m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车上表面与物体的动摩擦因数为0.50,则乙车至少多长才能保证物体不在乙车上滑下?(g取10 m/s2)