Question

[物理一選修3-5]
（1）雷蒙德?戴維斯因研究來自太陽的電子中微子 （v_e）而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．他在探測(cè)中微子過程中所涉及的一個(gè)核反應(yīng)方程式為：v_e+

37 17

cl→

37 18

Ar+

0 -1

e，己如

37 17

cl核的質(zhì)量為36.95658u；

37 18

Ar核的質(zhì)量為36.95691u，

0 -1

e的質(zhì)量為0.00055u，1u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為

0.82

MeV
（2）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的滑塊，以v₀=5m/s的水平初速度滑上靜止在光滑水平面上的平板小車，小車質(zhì)量M=4kg，小車與右邊的墻壁發(fā)生彈性碰撞后以等大反向的速度被反彈回來，在小車與墻壁碰撞前后各有一次滑塊和小車相對(duì)靜止的狀態(tài)，求：
①與墻壁碰撞前滑塊與小車的共同速度v₁大小；
②與墻壁碰撞后滑塊與小車的共同速度v₂大小．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題意可知該核反應(yīng)過程中質(zhì)量增加，因此需要提供能量，根據(jù)質(zhì)能方程求出反應(yīng)所需能量，然后根據(jù)能量的守恒即可求出中微子的最小能量．
（2）選擇正確的研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解問題．

解答：解：（1）反應(yīng)過程需要能量為：E=mc²=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c²
根據(jù)l u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小為0.82MeV，
（2）①根據(jù)動(dòng)量守恒定律：mv₀=（m+M）v₁
v=

mv0

M+m

=1m/s
②根據(jù)動(dòng)量守恒定律Mv₁-mv₁=（m+M）v₂
v2=

Mv1-mv1

(m+M)

=0.6m/s
故答案為：（1）0.82
（2）①與墻壁碰撞前滑塊與小車的共同速度v₁大小是1m/s；
②與墻壁碰撞后滑塊與小車的共同速度v₂大小是0.6m/s．

點(diǎn)評(píng)：（1）本題考查了能量守恒在原子物理知識(shí)中的應(yīng)用，要解答這類問題關(guān)鍵是在計(jì)算上不要出錯(cuò)．
（2）根據(jù)動(dòng)量守恒列出等式求解是常見的問題，要注意動(dòng)量的方向．