介子有两个夸克构成，而夸克之间的相互作用相当复杂．研究介子可通过用高能电子与之作非弹性碰撞来进行．由于碰撞过程难于分析，为掌握其主要内涵，人们发展了一种简化了的

题文

介子有两个夸克构成，而夸克之间的相互作用相当复杂．研究介子可通过用高能电子与之作非弹性碰撞来进行．由于碰撞过程难于分析，为掌握其主要内涵，人们发展了一种简化了的“分粒子”模型．其主要内容为：电子只和介子的某部分（比如其中一个夸克）作弹性碰撞．碰撞后的夸克再经过介子内的相互作用把能量和动量传给整个介子．该物理现象可用下面的典型模型来描述如图所示：一个质量为M及动能为E的电子，与介子的一个质量为m1的夸克作弹性碰撞，介子里另一个夸克的质量为m2（m1≠m2），夸克间以一无质量的弹簧相连．碰撞前夸克处于静止状态，弹簧处于静止状态，弹簧处于自然长度L．所有运动都是一维的，忽略一切相对论效应．则碰撞后运动过程中夸克m2可能具有的动能为（ ）A．Ek=Mm2m21(M+m1)2(m1+m2)2B．Ek=16Mm2m21(M+m1)2(m1+m2)2EC．Ek=18Mm2m21(M+m1)2(m1+m2)2ED．Ek=4Mm1(M+m1)2E

题型：未知 难度：其他题型

答案

以电子和夸克m1组成的系统为研究对象． 设碰撞前电子的速度为V0，碰撞后电子的速度为V1，夸克m1的速度为V2 由动量守恒定律可知： Mv0=Mv+m1v1 由于发生弹性碰撞，碰撞前后系统动能不变 12Mv20=12Mv2+12m1v21 12Mv20=E v1=2MvM+m1m1和m2作用过程中，弹簧第一次恢复原长时m2的动能最大，由动量守恒定律可知：m1v1=m1v′1+m2v2，根据能量守恒得：12m1v21=12m1v′21+12m2v22解得：v2=2mv1m1+m2所以m1的夸克的最大动能是Ek=12m2v22解得：Ek=16Mm2m21(M+m1)2(m1+m2)2E，故B正确，ACD错误故选B．

解析

12

考点

据考高分专家说，试题“介子有两个夸克构成，而夸克之间的相互作用.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律： 1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。 2、表达式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。 3、动量守恒定律成立的条件： ①系统不受外力或系统所受外力的合力为零； ②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计； ③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。 4、动量守恒的速度具有“四性”：①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下： (1)明确系统由哪几部分组成。 (2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。 (3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下： (1)明确初始状态系统的总动量是多少。 (2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。 (3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。