Dạng bài tập Phản ứng hạt nhân có các hạt chuyển động theo hai phương vuông góc

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Ti[r]

DẠNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT

NHÂN CÓ CÁC HẠT CHUYỂN ĐỘNG

THEO HAI PHƯƠNG VUÔNG GÓC

1) Các hạt chuyển động theo hai phương vuông góc với nhau

2

2 2

1

W mv

2

2mW m v

mv 2mW

m v m v m v



     

* Nếu vC  vD thì  2  2 2

m v  m v  m v  m W  m W  m W

* Nếu vC  vA thì   2  2 2

m v  m v  m v  m W  m W  m W

Sau đó, kết hợp với phương trình:   E WC WD W A

Có thể tìm ra các hệ thức trên bằng cách bình phương vô hướng đắng thức véc tơ:

+ Nếu cho vC  vDthì bình phương hai vế :

m v m v m v

m v m v 2m m v v cos90 m v

+ Nếu cho vC  vA viết lại m vAA  m vCC  m vDD thành m vAA  m vCC  m vDD bình phương hai vế:

m v m v 2m m v v cos90 m v

Ví dụ 1: Hạt nhân α có động năng 5,3 (MeV) bắn phá hạt nhân 9

4 Be đứng yên và gây ra phản ứng: 9

4 Be     n X Hai hạt sinh ra có phương vectơ vận tốc vuông góc với nhau Cho biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản úng là 5,6791 MeV, khối lượng của các hạt: mα = 3,968mn; mx= 1 l,8965mn Động năng của hạt X là

A 0,92 MeV B 0,95 MeV.

C 0,84 MeV D 0,75 MeV.

Hướng dẫn

Vì hai hạt sinh ra chuyển động vuông góc với nhau nên:

n n X X

N n X X

X

m W m W m W

m W m W m W

m W 11,8965m W 3,968m 5,3

5,6791 W W 5,3

W 0,92 MeV

 

 





    







Chọn A

Ví dụ 2: (ĐH−2010) Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 9

4 Be đang đứng yên Phản úng tạo ra hạt nhân X và hạt α Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và

có động năng 4 MeV Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng

A 4,225 MeV B 1,145 MeV.

C 2,125 MeV D 3,125 MeV.

Hướng dẫn

1 H Be  4    2 3 X. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương của proton nên:

X X

m W m W m W

1.5,45 4.4 6.W

W 3,575 MeV

 

Năng lượng phản ứng:

4 3,575 5,45 0 2,125 MeV 0



Chọn C

Kinh nghiệm giải nhanh: A B     C D.

* Nếu vC  vDthì m WC C m WD D  m W A A

* Nếu vC  vA thì m WC C m WA A  m WD D

Sau đó, kết hợp với   E W C  W D  W A

Với mỗi bài toán cụ thể, phải xác định rõ đâu là hạt A, hạt B, hạt C và hạt D

2) Các hạt tham gia có động năng ban đầu không đáng kể

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phản ứng: A B    C D (nếu bỏ qua bức xạ gama):

m v m v m v

m v m v

m W m W

  



 





Chứng tỏ hai hạt sinh ra chuyển động theo hai hướng ngược nhau, có tốc độ và động năng tỉ lệ nghịch với khối lượng

Mặt khác:

D

C

m

m

   



 



Ví dụ 1: Phản ứng hạt nhân: 2 3 4 1

1 H H  1  2 He n  0 toả ra năng lượng 17,6 MeV Giả sử ban đầu động năng các hạt không đáng kể Coi khối lượng xấp xỉ số khối Động năng của 1

0 n là

A 10,56 MeV B 7,04 MeV C 14,08 MeV D 3,52 MeV.

Hướng dẫn

n n

n n

0 m v m v

m W m W W 0,25W

E W W W 14,08 MeV









 



Chọn C

WebsiteHOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

xây dựng các khóaluyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc

Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí