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(xué)獎．

(1)寫出這個過程的核反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設(shè)該種粒子的質(zhì)量為m，則¹²C核的質(zhì)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(xué)獎．

(1)寫出這個過程的核反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設(shè)該種粒子的質(zhì)量為m，則¹²C核的質(zhì)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(xué)家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強(qiáng)，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)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(zhì)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(jī)械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′.

(1)推導(dǎo)被打出的氫核和氮核的速度表達(dá)式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比．(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍，結(jié)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(jī)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(xué)家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強(qiáng)，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)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(zhì)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(jī)械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′.

(1)推導(dǎo)被打出的氫核和氮核的速度表達(dá)式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比．(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍，結(jié)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(jī)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(shè)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(dāng)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(dāng)推力F由2.5 N增大到5 N時．f_A＝2.5 N，

(3)當(dāng)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.