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18.用速度為v0、質量為m1的${\;}_{2}^{4}$He核轟擊質量為m2的靜止的147N核,發生核反應,最終產生兩種新粒子A和B.其中A為178O核,質量為m3,速度為v3;B的質量為m4
(1)計算粒子B的速度vB
(2)粒子A的速度符合什么條件時,粒子B的速度方向與He核的運動方向相反.

分析 (1)${\;}_{2}^{4}$He核轟擊質量為m2的靜止的${\;}_{7}^{14}$N核的過程,遵守動量守恒定律,由動量守恒定律求出粒子B的速度vB
(2)粒子B的速度方向與He核的運動方向相反時,由上式表達式分析應符合什么條件.

解答 解:(1)取${\;}_{2}^{4}$He核原來的速度v0方向為正方向.由動量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB
解得:vB=$\frac{{m}_{1}{v}_{0}-{m}_{3}{v}_{3}}{{m}_{4}}$.
(2)B的速度與He核的速度方向相反時,應有vB<0.
由vB=$\frac{{m}_{1}{v}_{0}-{m}_{3}{v}_{3}}{{m}_{4}}$得:m1v0-m3v3<0,
解得:v3>$\frac{{m}_{1}{v}_{0}}{{m}_{3}}$.
答:(1)粒子B的速度vB是$\frac{{m}_{1}{v}_{0}-{m}_{3}{v}_{3}}{{m}_{4}}$.
(2)粒子A的速度符合v3>$\frac{{m}_{1}{v}_{0}}{{m}_{3}}$條件時,粒子B的速度方向與He核的運動方向相反.

點評 核反應過程類似碰撞或爆炸模型,滿足動量守恒,在平時訓練中要加強這方面的訓練,提高解題能力.

練習冊系列答案
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