题目内容

(1)雷蒙德?戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核,其核反应方程式为νe+CI→Ar+e.已知Cl核的质量为36.95658u,Ar核的质量为36.95691u,e的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为______MeV(结果保留两位有效数字).
(2)如图所示,质量为m=1kg的滑块,以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,小车足够长,质量M=4kg.求:
①滑块与小车的共同速度v;
②整个运动过程中产生的内能E.

【答案】分析:(1)根据题意可知该核反应过程中质量增加,因此需要提供能量,根据质能方程求出反应所需能量,然后根据能量的守恒即可求出中微子的最小能量.
(2)选择正确的研究对象,根据动量守恒定律及能量守恒求解问题.
解答:解:(1)反应过程需要能量为:E=mc2=(36.95691u+0.00055u-36.95658u)c2
根据l u质量对应的能量为931.5MeV,得:E≈0.82MeV,所以中微子的能量最小为0.82MeV,
故答案为:0.82
(2)①根据动量守恒定律列出等式:
mv=(m+M)v
解得:v=1m/s
②根据能量守恒知道整个运动过程中产生的内能等于动能的损失.
E=mv2-(m+M)v 2
得:E=10J
答:①滑块与小车的共同速度v为1m/s;
②整个运动过程中产生的内能E为10J.
点评:(1)本题考查了能量守恒在原子物理知识中的应用,要解答这类问题关键是在计算上不要出错.
(2)把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题.清楚运动过程中能量的转化.
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