如圖17甲所示,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Li核俘獲一個(gè)速度為v0=7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng):Li+n→H+He,若已知He的速度v2=2.0×104 m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同,試求:

 (1) H的速度大小和方向;

(2)在圖乙中,已畫(huà)出并標(biāo)明兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,請(qǐng)計(jì)算出軌道半徑之比;

 

【答案】

(1) -1.0×103 m/s,方向與v0相反(2) 3∶40

【解析】(1)反應(yīng)前后動(dòng)量守恒:m0v0=m1v1+m2v2(v1為氚核速度,m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦氣質(zhì)量)

代入數(shù)值可解得:v1=-1.0×103 m/s,方向與v0相反.

(2) H和He在磁場(chǎng)中均受洛倫茲力f,

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比r1∶r2=3∶40.

本題考查核反應(yīng)前后的帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)和動(dòng)量守恒定律,反應(yīng)前后動(dòng)量守恒,列式求解,由帶電粒子在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力,推導(dǎo)出半徑公式求解

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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精英家教網(wǎng)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中充分利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器針對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了如下三個(gè)問(wèn)題的深入研究:
(1)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣仁嵌嗌伲?BR>(2)如何測(cè)定物體下落過(guò)程中某一位置的速度?
(3)下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?
此同學(xué)依據(jù)這些問(wèn)題設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
如圖17甲所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(頻率為f )固定在鐵架臺(tái)上,先打開(kāi)電源而后釋放重物,重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始下落,打出幾條紙帶并在其中選出一條比較理想的紙帶如圖乙所示.在紙帶上取出若干計(jì)數(shù)點(diǎn),其中每?jī)蓚(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.
①所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物,此外還需
 
(填字母代號(hào))中的器材.
A.交流電源、天平及毫米刻度尺
B.交流電源、毫米刻度尺
C.交流電源、毫米刻度尺及砝碼
D.交流電源、天平及砝碼
②計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=
 
.(用f、s2、s5表示)
③為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度,該同學(xué)用圖象法剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),為使圖線的斜率等于重力加速度,除做v-t圖象外,還可作
 
圖象,其縱軸表示的是
 
,橫軸表示的是
 

④如圖乙所示,打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)重物的速度v5=
 
.(用f、s3、s4、s5表示)
⑤該同學(xué)選擇打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)重物所在的位置為重力勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)后,若驗(yàn)證從計(jì)數(shù)點(diǎn)1至計(jì)數(shù)點(diǎn)5兩點(diǎn)間重物的機(jī)械能守恒,其表達(dá)式為
 

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在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,將木塊放在水平長(zhǎng)木板上,如圖17甲所示,用力沿水平方向拉木塊,拉力從0開(kāi)始逐漸增大。分別用力傳感器采集拉力和木塊受到的摩擦力,并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力f隨拉力F的變化圖象,如圖17所示。已知木塊質(zhì)量為0.78kg.取重力加速度g=10m/s2,sin37º=0.60,cos37º=0.80.

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(1)求木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)若將實(shí)驗(yàn)中的長(zhǎng)木板與水平方向成θ=37°角放置,將木塊置于其上,在平行于木板的恒定拉力F作用下,以a=2.0 m/s2的加速度從靜止開(kāi)始向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),如圖丙所示.求拉力應(yīng)為多大?

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