專題6：動量與復合場、原子物理的結(jié)合應用(1)

1、專題6：動量與萬有引力、復合場、原子物理的結(jié)合應用 班級 姓名_ 編輯：楊軍偉1. 總質(zhì)量為m衛(wèi)星與火箭分離后，進入繞地運行的圓軌道1，為了使衛(wèi)星離地越來越遠，星載發(fā)動機每次在某地點P向后噴射一定質(zhì)量燃料，使衛(wèi)星瞬時加速進入新的橢圓軌道（如圖中曲線2、所示）。衛(wèi)星在軌道上運動時的總能量包括動能與引力勢能，總能量表達式為，其中，m、為衛(wèi)星、地球質(zhì)量，為軌道的半長軸，圓可以認為是長軸與短軸相等的特殊橢圓。萬有引力常數(shù)為。軌道1的半徑為r、軌道2的遠地點距離地心3r。(1)衛(wèi)星在軌道1時，P的速度大小、引力勢能(2)衛(wèi)星在軌道2時，P的速度大小(3)為了順利從軌道1轉(zhuǎn)移到軌道2，需要向后以一定的速度

2、噴射質(zhì)量為燃料，求速度(以地心為參考系)2.如圖所示，兩水平放置的金屬板間存在一豎直方向的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，一質(zhì)量為4m帶電量為-2q的微粒b正好懸浮在板間正中央O點處，另一質(zhì)量為m的帶電量為q的微粒a，從P點以一水平速度v0(v0未知)進入兩板間正好做勻速直線運動，中途與b相碰(1)勻強電場的電場強度為多大？微粒a水平速度v0為多大？(2.1) 碰撞后a和b分開，分開后b具有大小為0.3v0的水平向右的速度，且電量為-q/2分開后瞬間a和b的加速度為多大？分開后a的速度大小如何變化？假如O點左側(cè)空間足夠大，則分開后a微粒運動軌跡的最高點和O點的高度差為多少？（

3、分開后兩微粒間的相互作用的庫侖力不計）(2.2) 若碰撞后a、b兩微粒結(jié)為一體，最后以速度0.4 v0從Q穿出，求Q點與O點的高度差 2.如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應強度B=。小球1帶正電，其電量與質(zhì)量之比=4C/kg，所受重力與電場力的大小相等；小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。（取g=10m/s2） 問：(1)電場強度E的大小是多少？(2)兩小球的質(zhì)量之比是多少？

4、4.云室處在磁感應強度為B的勻強磁場中，一靜止的質(zhì)量為M的原子核在云室中發(fā)生一次衰變，粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其運動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)現(xiàn)測得粒子運動的軌道半徑R。試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損（注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計）5.靜止在勻強磁場中的鋰核俘獲一個速度為7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應，反應中放出粒子及一個新核，已知粒子的速度大小為2×104m/s，方向與反應前的中子速度方向相同，如圖所示，設(shè)質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等。(1)寫出核反應方程式；(2)求新生核的速度；(3)當粒子旋轉(zhuǎn)6周時，新生核旋轉(zhuǎn)幾周6.已知原子核的質(zhì)量為209.98287u，

5、原子核的質(zhì)量為205.97446u，粒子的質(zhì)量為4.00260u，靜止的核Po在衰變中放出粒子后變成核Pb，求：(1)寫出核反應方程式；(2)衰變過程中的質(zhì)量虧損；(3)衰變過程中釋放的能量；(4)衰變后的瞬間，粒子和Pb的動能之比專題6答案：動量與復合場、原子物理的結(jié)合應用班級 姓名_1. 2.(1) E =   v 0 =(2) h a = 2 R = (3)h = 0.9       

6、60;                 (1)對 b 微粒，沒與 a 微粒碰撞前只受重力和電場力，則有2 qE = 4 mg  E =對 a 微粒碰前做勻速直線運動，則有Bqv 0 = Eq + mg     

7、     v 0 =(2)碰撞后， a 、 b 分開，則有mv 0 = mv a + 4 mv b    v b =" 0.3" v 0 ，得 v a =" " 0.2 v 0 a 微粒電量為  q 

8、/ 2，受到的電場力為E ·          F 電 = mg 故 a 微粒做勻速圓周運動，設(shè)半徑為 R B | v a |                  R =a

9、 的最高點與 O 點的高度差 h a = 2 R =。(3)碰撞后， a 、 b 結(jié)合為一體，設(shè)其速度為 v 由動量守恒定律得mv 0 = 5 mv         v =碰后的新微粒電量為 q 設(shè) Q 點與 O 點高度差為 h 由動能定理：5

10、60;mgh  Eqh =5 m (0.4 v 0 ) 5 m () 2  h = 0.93. 解：（1）小球1所受的重力與電場力始終平衡    m1g=q1EE=2.5 N/C（2）小球1反彈，做勻速圓周運動，小球2向右做平拋運動，軌跡如圖；（3）相碰后小球1做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得：，解得半徑為：周期為 兩小球運動時間     

11、0;  t=0.75s=小球1只能逆時針經(jīng)個圓周時與小球2再次相碰第一次相碰后小球2做平拋運動        L=R1=v2t得   v2=3.75m/s結(jié)合 得：v1=5.625m/s17.66m/s兩小球第一次碰撞前后動量守恒，以水平向右為正方向m1v0=-m1v1+m2v2兩小球質(zhì)量之比 答：（1）電場強度E的大小是2.5 N/C；（2）軌跡如圖；（3）兩小球的質(zhì)量之比是10.994. 5. (1) . (2)核反應前后滿足動量守恒則mnvnmHvHmvvH m/s1.0×103 m/s.方向與反應前中子方向相反(3)粒子和在磁場中做勻速圓周運動，其周期為TTH設(shè)粒子轉(zhuǎn)6周的時間內(nèi)，反沖核旋轉(zhuǎn)n周，則有n