Question

【题目】动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的宏观、微观一切领域。

(1)如图所示，质量分别为m1和m2的两个小钢球，球2原来静止，球1以速度v1向球2运动，两球发生弹性正碰，求碰撞后球1、球2的速度大小。

(2) 一种未知粒子跟静止的氢原子核（质子）正碰，测出碰撞后氢原子核的速度vH=3.3×107m/s。该未知粒子跟静止的氮原子核正碰，测出碰撞后氮原子核的速度vN=4.7×106m/s。已知氢原子核的质量是mH，氮原子核的质量是14mH。上述碰撞都是弹性碰撞。试通过计算说明该未知粒子的质量跟质子质量的关系。

Answer 1

【答案】(1) (2) 未知粒子的质量与质子的质量近似相等

【解析】（1）取向右为正方向，由于两球发生的是弹性碰撞，由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：
联立两方程得，球1、2碰后的速度为： ， ；
（2）设未知粒子的质量为m，碰撞前的速度大小为．
由（1）可知： ，
代入数据解得：


得：
可见，该未知粒子的质量是质子的质量近似相等。