Question

【物理3-5模塊】

真空室內(nèi)，有質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩原子核，某時(shí)刻使它們分別同時(shí)獲得3v和2v的瞬時(shí)速率，并開始相向運(yùn)動(dòng)。由于它們間的斥力作用，二者始終沒有接觸。求：

（1）當(dāng)甲原子核的動(dòng)能最小時(shí)，乙原子核的動(dòng)能；

（2）當(dāng)兩原子核相距最近時(shí)，甲核的速度；

（3）從兩原子核相向運(yùn)動(dòng)到二者相距最近的這段時(shí)間內(nèi)，甲核動(dòng)量變化量的大小。

Answer 1

（1）規(guī)定乙原子核運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎�，總�?dòng)量為正，兩原子核相互作用的過程中，甲原子核要反向，當(dāng)甲的速度為零時(shí)，其動(dòng)能最小

設(shè)此時(shí)乙的速度為v_乙′,則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有2m×2v-m×3v=2m×v_乙′

乙的動(dòng)能為E_k=×2mv_乙′²

解得：E_k=mv²。

（2）當(dāng)兩原子核的速度相同時(shí)，相距最近，由動(dòng)量守恒定律有：

2m×2v-m×3v=(m+2m)v_甲′

解得v_甲′=，方向與甲核原來的運(yùn)動(dòng)方向相反。

（3）Δp=p_甲′-p_甲=mv_甲′-(-m3v)=mv=3.33mv。