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精英家教网(1)下列现象中,与原子核内部变化有关的是
 

A.α粒子散射现象         B.天然放射现象
C.光电效应现象          D.原子发光现象
(2)光滑水平面上有一质量为M的滑块,滑块的左侧是一光滑的
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圆弧,圆弧半径为R=1m.一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块.已知M=4m,g取10m/s2,若小球刚好没跃出圆弧的上端,求:
(1)小球的初速度v0是多少?
(2)滑块获得的最大速度是多少?
分析:(1)天然放射现象与原子核内部变化有关.
(2)(1)若小球刚好没跃出圆弧的上端时,小球与滑块水平方向速度相同,系统水平方向动量守恒和机械能守恒,列方程,联立可解得小球的初速度v0.
(2)小球在滑块上先上滑后下滑,滑块一直在加速,则当小球滑回到滑块的最低端离开时滑块的速度最大.根据动量守恒和机械能守恒求解滑块获得的最大速度.
解答:解:(1)与原子核内部变化有关的是天然放射现象,不是α粒子散射现象.光电效应现象、原子发光现象与原子中核外电子有关.故B正确.
故选B
(2)(1)当小球上升到滑块上端时,小球与滑块水平方向速度相同,设为v1,根据水平方向动量守恒有:
  mv0=(m+M)v1        ①
因系统机械能守恒,所以根据机械能守恒定律有:
1
2
m
v
2
0
=
1
2
(m+M)v21+mgR   ②
联立①②式解得v0=5 m/s  ③
(2)小球到达最高点以后又滑回,滑块一直做加速运动,当小球离开滑块后滑块速度最大.研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程,根据动量守恒和能量守恒有:
  mv0=mv2+Mv3         ④
 
1
2
m
v
2
0
=
1
2
m
v
2
2
+
1
2
M
v
2
3
  ⑤
联立③④⑤式解得v3=2 m/s.
故答案为:(1)B;
(2)(1)小球的初速度v0是5m/s.(2)滑块获得的最大速度是2m/s.
点评:人类认识原子核有复杂结构就是从发现天然放射现象开始的.对于第2题是系统动量守恒和机械能守恒的问题,要注意分析滑块的运动情况,确定出小球离开时其速度才最大.
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