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文檔簡介

1、高中物理競賽輔導 1.（15分）一質量為的平頂小車，以速度沿水平的光滑軌道作勻速直線運動?，F將一質量為的小物塊無初速地放置在車頂前緣。已知物塊和車頂之間的動摩擦系數為。 若要求物塊不會從車頂后緣掉下，則該車頂最少要多長？若車頂長度符合1問中的要求，整個過程中摩擦力共做了多少功？2.（1 8分）在用鈾 235作燃料的核反應堆中，鈾 235核吸收一個動能約為0.025的熱中子（慢中子）后，可發生裂變反應，放出能量和23個快中子，而快中子不利于鈾235的裂變為了能使裂變反應繼續下去，需要將反應中放出的快中子減速。有一種減速的方法是使用石墨（碳12）作減速劑設中子與碳原子的碰撞是對心彈性碰撞，問一個動

2、能為的快中子需要與靜止的碳原子碰撞多少次，才能減速成為0.025的熱中子？參考解答1. 物塊放到小車上以后，由于摩擦力的作用，當以地面為參考系時，物塊將從靜止開始加速運動，而小車將做減速運動，若物塊到達小車頂后緣時的速度恰好等于小車此時的速度，則物塊就剛好不脫落。令表示此時的速度，在這個過程中，若以物塊和小車為系統，因為水平方向未受外力，所以此方向上動量守恒，即 （1）從能量來看，在上述過程中，物塊動能的增量等于摩擦力對物塊所做的功，即 （2） 其中為物塊移動的距離。小車動能的增量等于摩擦力對小車所做的功，即 （3）其中為小車移動的距離。用表示車頂的最小長度，則 （4）由以上四式，可解得 （5）即車頂的長度至少應為。2由功能關系可知，摩擦力所做的功等于系統動量的增量，即 （6）由（1）、（6）式可得 （7）參考解答設中子和碳核的質量分別為和，碰撞前中子的速度為，碰撞后中子和碳核的速度分別為和，因為碰撞是彈性碰撞，所以在碰撞前后，動量和機械能均守恒，又因、和沿同一直線，故有 （1） （2）解上兩式得 （3）因代入（3）式得 （4）負號表示的方向與方向相反，即與碳核碰撞后中子被反彈因此，經過一次碰撞后中子的能量為 于是 （5）經過2，3，次碰撞后，中子的能量依次為，有 （6）因此 （7）已知 代入

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