Question

物理-物理3-3
（1）某核反應(yīng)方程為₁²H+₁³H→₂⁴He+X．已知₁²H的質(zhì)量為2.0136u．₁³H的質(zhì)量為3.018u，₂⁴He的質(zhì)量為4.0026u，X的質(zhì)量為1.0087u．則下列說法中正確的是
A．X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量                B．X是中子，該反應(yīng)釋放能量
C．X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量                D．X是中子，該反應(yīng)吸收能量
（2）如圖所示，光滑水平面上A、B兩小車質(zhì)量都是M，A車頭站立一質(zhì)量為m的人，兩車在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)．為避免兩車相撞，人從A車躍到B車上，最終A車停止運(yùn)動(dòng)，B車獲得反向速度v0，試求：

①兩小車和人組成的系統(tǒng)的初動(dòng)量大小．
②為避免兩車相撞，且要求人跳躍速度盡量小，則人跳上B車后，A車的速度多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒配平核反應(yīng)方程式，確定X是什么粒子．根據(jù)反應(yīng)前總質(zhì)量與反應(yīng)后總質(zhì)量的關(guān)系，分析該反應(yīng)是釋放能量 還是吸收能量．
（2）①以兩小車和人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出系統(tǒng)的初動(dòng)量大�。�②為避免兩車相撞，且要求人跳躍速度盡量小，兩車和人應(yīng)具有相同速度，根據(jù)動(dòng)量守恒求出人跳上B車后，A車的速度．

解答：解：（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒得：X的電荷數(shù)為1+1-2=0，質(zhì)量數(shù)為2+3-4=1，所以此粒子是中子．
反應(yīng)前總質(zhì)量為：2.0136u+3.018u=5.0316u
反應(yīng)后總質(zhì)量為：4.0026u+1.0087u=5.0113u
可見此核反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，該反應(yīng)釋放能量
故選B
（2）①以兩小車和人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由動(dòng)量守恒定律得知，系統(tǒng)的初動(dòng)量大小：
     P=（M+m）v₀
②為避免兩車恰好不會(huì)發(fā)生碰撞，最終兩車和人具有相同速度（設(shè)為v），則：
   （M+m）v₀=（2M+m）v
解得：v=

(M+m)v0

2M+m

答：
（1）B
（2）①兩小車和人組成的系統(tǒng)的初動(dòng)量大小為（M+m）v₀．
②人跳上B車后，A車的速度為

(M+m)v0

2M+m

．

點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用動(dòng)量守恒解題的關(guān)鍵是正確選擇研究對(duì)象和確定初末兩個(gè)狀態(tài)，動(dòng)量守恒觀點(diǎn)是常用的方法，兩車恰好不撞的條件是速度相同．