题目内容
16．1929年，英国物理学家查德威克，用质子轰击铍原子核，产生一种未知的粒子，他用这种粒子与静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3×107m/s，该未知粒子与静止的氮原子核正碰，测出碰撞后氮原子核的速度是4.7×106m/s．已知氢原子核的质量为m，氮原子核的质量为14m，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量．（这实际上是查德威克发现中子和测量中子质量的实验）分析 在碰撞过程中，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，根据动量守恒定律以及能量守恒定律列式即可求解．
解答 解：设未知粒子质量为m0，速度为v0，与氢核发生弹性碰撞，
由动量守恒知：m0 v0=m0v1+m vH
由机械能守恒知：$\frac{1}{2}$m0 v02=$\frac{1}{2}$m0v12+$\frac{1}{2}$mvH2
解得 vH=$\frac{{2{m_0}{v_0}}}{{{m_0}+m}}$
设未知粒子质量为m0，速度为v0，与氮核发生弹性碰撞
由动量守恒知：m0 v0=m0v1+14mvN
由机械能守恒知：$\frac{1}{2}$m0v02=$\frac{1}{2}$m0v12+$\frac{1}{2}$×14mvN2
得 vN=$\frac{{2{m_0}{v_0}}}{{{m_0}+14m}}$
所以 $\frac{v_H}{v_N}=\frac{{{m_0}+14m}}{{{m_0}+m}}$=$\frac{{3.3×{{10}^7}}}{{4.7×{{10}^6}}}$=7.02
则得 m0=1.16m，中子与质子质量差不多
答：未知粒子的质量是1.16m．
点评 本题解题的关键是知道粒子碰撞过程中动量守恒、能量守恒，由两大守恒定律研究．
练习册系列答案
名校课堂系列答案
相关题目
4．如图为甲、乙两物体做直线运动的v-t图象，下列表述正确的是（ ）
| A． | 甲和乙的加速度方向相同 | |
| B． | 0-1s内甲和乙的位移相等 | |
| C． | 如果0时刻乙在甲前方0.6m处，则甲乙间最小距离为0.1m | |
| D． | 甲的加速度比乙的小 |
11．下列叙述正确的是（ ）
| A． | 用热针尖接触金属表面的石蜡，融化区域呈圆形，说明金属是非晶体 | |
| B． | 扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫作热运动 | |
| C． | 空气相对湿度越大时，空气中压强越接近饱和气压，水蒸发越慢 | |
| D． | 1mol氧气和1mol氢气，（可看做理想气体）在0℃时的内能相同 | |
| E． | 晶体融化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变 |
如图所示，一物体以速度v向左运动．从A位置开始受到恒定的合力F作用．四位同学画出物体此后的运动轨迹AB和物体在B点的速度速度方向，四种画法中错误的是（ ）
8．甲、乙两个物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间变化的图象如图所示，图中t2=$\frac{{t}_{4}}{2}$，两段曲线均为半径相同的$\frac{1}{4}$圆弧，则在0-t4时间内（ ）
| A． | 两物体在t2时刻运动方向均改变 | |
| B． | 两物体在t1时刻加速度相同 | |
| C． | 两物体t3时刻相距最远，t4时刻相遇 | |
| D． | 0-t4时间内甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度 |
4．质量为m的物体从高h处以$\frac{g}{3}$的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（ ）
| A． | 物体的机械能减少$\frac{2mgh}{3}$ | B． | 物体的重力势能减少$\frac{mgh}{3}$ | ||
| C． | 物体的动能增加$\frac{mgh}{3}$ | D． | 重力做功为mgh |