碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。
(1)如图1所示,在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B,质量分别是m1、m2,A球以v1的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是v1′、v2′.碰撞过程中A对B的作用力是F2,B对A的作用力是F1.
a.请根据牛顿运动定律和加速度的定义,推导小球A和小球B在碰撞过程中满足:m1v1=m1v1′+m2v2′。
b.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞;如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若m1=2kg、m2=1kg,某次碰撞满足v1=2m/s、v2′=2m/s。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞。
(2)裂变反应可以在人工控制下进行,用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞,使中子的速率降下来,从而影响裂变反应的反应速度。
如图2所示,一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰,中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且M>m.为把中子的速率更好地降下来,现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂,通过计算碰撞后中子速度的大小,说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:139引用:5难度:0.4
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