Question

【題目】盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為： N+ He→ O+ H．已知氮核質(zhì)量為mN=14.00753u，氧核的質(zhì)量為mO=17.00454u，氦核質(zhì)量mHe=4.00387u，質(zhì)子（氫核）質(zhì)量為mp=1.00815u．（已知：1uc2=931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）求：
（1）這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)的能量變化為多少？
（2）若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核．反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小之比為1：50．求氧核的速度大�。�

Answer 1

【答案】
（1）解：這一核反應(yīng)中，質(zhì)量虧損：△m=mN+mHe﹣mO﹣mp=14.00753+4.00387﹣17.00454﹣1.00815=﹣0.00129u

由質(zhì)能方程，則有△E=△m c2=﹣0.00129×931=﹣1.20MeV

故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，其能量為1.20MeV

答：這一核反應(yīng)是吸收能量，相應(yīng)的能量變化為1.20MeV；

（2）解：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，則有：mHe v0=mH vH+mOvO

又：vO：vH=1：50

解得：vO=1.8×106m/s

答：氧核的速度大小1.8×106m/s．

【解析】（1）根據(jù)質(zhì)量虧損，結(jié)合質(zhì)能方程，即可求解；（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律，結(jié)合速度大小之比為1：50，即可求解．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和質(zhì)能方程，掌握動(dòng)量守恒定律成立的條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零；系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零，但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多；系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但在某個(gè)方向上的分量為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變；愛因斯坦的相對(duì)論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：E = mc2，這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程即可以解答此題．