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1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學獎．

(1)寫出這個過程的核反應方程式．

(2)若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

【解析】：(1)核反應方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設該種粒子的質量為m，則¹²C核的質量為12m.由動量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)＋12mv₂

解得：v₂＝

則碰撞后該種粒子運動方向與原粒子運動方向相同．

1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學獎．

(1)寫出這個過程的核反應方程式．

(2)若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

【解析】：(1)核反應方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設該種粒子的質量為m，則¹²C核的質量為12m.由動量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)＋12mv₂

解得：v₂＝

則碰撞后該種粒子運動方向與原粒子運動方向相同．

1930年科學家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結果打出一些氫核和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質量．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H＝3.3×10⁷m/s，被打出的氮核的最大速度v_N＝4.5×10⁶m/s，假定正碰時無機械能損失，設未知射線中粒子質量為m，初速為v，質子的質量為m′.

(1)推導被打出的氫核和氮核的速度表達式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質量m與質子的質量m′之比．(已知氮核質量為氫核質量的14倍，結果保留三位有效數(shù)字)

【解析】：(1)碰撞過程滿足動量守恒且機械能守恒，與氫核碰撞時有mv＝mv₁＋m_Hv_H，mv²＝mv＋m_Hv，解之得v_H＝v，同理可得v_N＝v.

(2)由上面可得＝，代入數(shù)據(jù)得＝＝1.05.

1930年科學家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結果打出一些氫核和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質量．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H＝3.3×10⁷m/s，被打出的氮核的最大速度v_N＝4.5×10⁶m/s，假定正碰時無機械能損失，設未知射線中粒子質量為m，初速為v，質子的質量為m′.

(1)推導被打出的氫核和氮核的速度表達式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質量m與質子的質量m′之比．(已知氮核質量為氫核質量的14倍，結果保留三位有效數(shù)字)

【解析】：(1)碰撞過程滿足動量守恒且機械能守恒，與氫核碰撞時有mv＝mv₁＋m_Hv_H，mv²＝mv＋m_Hv，解之得v_H＝v，同理可得v_N＝v.

(2)由上面可得＝，代入數(shù)據(jù)得＝＝1.05.

(9分)如圖甲所示，完全相同的A、B兩物體放在水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，每個物體重G＝10 N，設物體A、B與水平面間的最大靜摩擦力均為f_m＝2.5 N，若對A施加一個向右的由零均勻增大到6 N的水平推力F，請將A所受到的摩擦力隨水平推力F的變化情況在圖乙中表示出來．(要求寫出作圖過程)

圖2－16

【解析】：(1)當推力F由0均勻增大到2.5 N時，A、B均未動，f_A由0均勻增大到2.5 N，

(2)當推力F由2.5 N增大到5 N時．f_A＝2.5 N，

(3)當推力F由5 N增大到6 N時，A處于運動狀態(tài)：f_A＝μG＝2 N.