动量守恒定律的适用范围非常广泛,不仅适用于低速、宏观的问题,也适用于研究高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)的问题。
(1)光滑水平面上,一个质量为m的小球以速度v碰撞竖直墙壁,碰后小球以相同的速度大小反弹。求此过程中小球的动量变化量Δp。
(2)气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁撞击引起的。正方体密闭容器中有大量运动的粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量为n。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;速率均为v,且与容器壁各面碰撞的机会均等;与容器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与容器壁垂直,且速率不变。推导容器壁受到的压强p与m、n和v的关系。
(3)可以认为光是由一个个不可分割的光子组成的。光子不仅具有能量,还具有动量。一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭,转化为光子。这个过程能否只生成一个光子,并说明理由。
【答案】(1)此过程中小球的动量变化量Δp为-2mv。
(2)容器壁受到的压强p与m、n和v的关系为。
(3)过程不生成一个光子,理由是不符合动量守恒定律。
(2)容器壁受到的压强p与m、n和v的关系为
1
3
nm
v
2
(3)过程不生成一个光子,理由是不符合动量守恒定律。
【解答】
【点评】
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