Question

【題目】動量守恒定律是一個獨立的實驗定律，它適用于目前為止物理學研究的宏觀、微觀一切領域。

(1)如圖所示，質量分別為m1和m2的兩個小鋼球，球2原來靜止，球1以速度v1向球2運動，兩球發生彈性正碰，求碰撞后球1、球2的速度大小。

(2) 一種未知粒子跟靜止的氫原子核（質子）正碰，測出碰撞后氫原子核的速度vH=3.3×107m/s。該未知粒子跟靜止的氮原子核正碰，測出碰撞后氮原子核的速度vN=4.7×106m/s。已知氫原子核的質量是mH，氮原子核的質量是14mH。上述碰撞都是彈性碰撞。試通過計算說明該未知粒子的質量跟質子質量的關系。

Answer 1

【答案】(1) (2) 未知粒子的質量與質子的質量近似相等

【解析】（1）取向右為正方向，由于兩球發生的是彈性碰撞，由動量守恒定律得：

由機械能守恒定律得：
聯立兩方程得，球1、2碰后的速度為： ， ；
（2）設未知粒子的質量為m，碰撞前的速度大小為．
由（1）可知： ，
代入數據解得：


得：
可見，該未知粒子的質量是質子的質量近似相等。