Question

14．如圖所示，最近大型強子對撞機沉寂兩年后正式重啟，通過此裝置，科學(xué)家們使兩個帶正電的負(fù)離子被加速后，沿同一直線相向運動而發(fā)生猛烈碰撞，模擬宇宙大爆炸初期的情境．若要碰撞前的動能盡可能多地轉(zhuǎn)化為其他形式的能，應(yīng)該設(shè)法使這兩個重離子在碰撞前的瞬間具有（　�。�

• A． 相同的速率
• B． 相同大小的動量
• C． 相同的動能
• D． 相同的質(zhì)量

Answer 1

分析 為了使碰撞前后盡可能多的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則根據(jù)碰撞規(guī)律可知，碰撞后兩粒子粘在一起，則損失的動能最多，根據(jù)E_K=$\frac{{P}^{2}}{2m}$，可知碰撞后粒子的總動量越小，則粒子的動能也越小．為了使碰撞后粒子的動量盡可能小，根據(jù)動量守恒定律可知，碰撞前如果系統(tǒng)的總動量為零，則碰撞后系統(tǒng)的總動量為零，要使兩個帶正電的重離子如果在碰撞前具有大小相等、方向相反的動量，則碰撞后系統(tǒng)的總動量為零，粒子的動能近似為零．

解答 解：碰撞后盡可能多的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是在碰撞過程中損失的機械能盡可能多，在完全非彈性碰撞中，碰撞后兩粒子粘在一起時，粒子損失的機械能最多．而在碰撞過程中遵循動量守恒定律可知，碰撞前系統(tǒng)的總動量為零，則碰撞后系統(tǒng)的總動量亦為零，所以本題關(guān)鍵是設(shè)法使這兩個重離子在碰撞前瞬間具有大小相等方向相反的動量，這樣可以保證碰撞后粒子的動能最小，從而使更多的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．故B正確，ACD錯誤．
故選：B

點評 本題考查了碰撞中能量損失問題．碰撞中損失的動能最多就是碰撞后兩物體粘在一起的這種碰撞，具有大小相等、方向相反的動量的粒子相碰后兩粒子速度為零，動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．