【正文】 （2）上式表明這是一吸能核反應(yīng)． 2．為了求入射質(zhì)子閾能，反應(yīng)前后各粒子都應(yīng)沿同一直線運動．設(shè)質(zhì)子的入射速度大小為，反應(yīng)后的速度大小為，中子的速度大小為，根據(jù)動量守恒和能量守恒有 (3) （4） 由（3）、（4）式可得 (5) 令 (6)把(6)式代入(5)式得 　(7) (7)式有解的條件是 (8)由(6)式可知，可能大于零，則(8)總成立，中子速度一定有解，反應(yīng)一定能發(fā)生；若，則由 (6)、(8)兩式得 (9)即只有當(dāng)入射質(zhì)子的動能滿足(9)式時，中子速度才有解，反應(yīng)才能發(fā)生，所以入射質(zhì)子的閾能為 (10)利用(1)式，在忽略項的情況下，(10)式可簡化為 (11)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 (12) 3．由動量守恒和能量守恒有 (12) (13)以表示反應(yīng)中產(chǎn)生的中子速度方向與入射質(zhì)子速度方向的夾角，如圖所示，根據(jù)余弦定律有 (14)令 (15) (16) (17)把(15)、(16)、(17)式代入(13)、(14)兩式得 （18） （19）由（18）、（19）式，消去后，得 （20）令 ， （21）得 （22）根據(jù)題給的入射質(zhì)子的動能和第1問求得的反應(yīng)能的值，由(21)式可知，故（22）式的符合物理意義的解為 （23）將具體數(shù)據(jù)代入（21）、（23）式中，有 (24) (如果得到 MeV,也是對的.)第2問的其他解法解法一為了研究閾能，只考慮碰撞前后各粒子都沿同一直線運動的情況．若碰撞后和中子的速度相同，即粘在一起運動(完全非彈性碰撞)，則在碰撞過程中損失的機械能最多，若所損失的機械能正好等于反應(yīng)能，則入射質(zhì)子的動能最小，這最小動能便是閾能. 設(shè)質(zhì)子的入射速度大小為，反應(yīng)后和中子的速度大小為，根據(jù)動量守恒和能量守恒有 (1) (2)由（1）、（2）式可得 (3)所以閾能為 　(4)利用第1問中的(1)式，并注意到 有 在忽略項的情況下，(4)式可簡化為 (5) 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 (6)第2問8分(1)、(2)式各3分，(4)式或(5)式1分，(6)式1分．解法二在牛頓力學(xué)中可以證明，則質(zhì)點系的動量守恒，質(zhì)心速度不變，故質(zhì)心動能亦恒定不變；如果質(zhì)點系內(nèi)部的相互作用導(dǎo)致質(zhì)點系機械能的變化，則可變化的機械能只能是各質(zhì)點相對質(zhì)心運動的動能. 在本題中，如果質(zhì)子與氚發(fā)生反應(yīng)后，生成的中子和氦相對質(zhì)心都靜止，則質(zhì)子與氚相對質(zhì)心運動的動能之和全部轉(zhuǎn)化成反應(yīng)能，反應(yīng)后系統(tǒng)的動能只有質(zhì)心的動能，在這請況下，轉(zhuǎn)化成其他形式能量的機械能最多，入射質(zhì)子的動能最小，.以和分別表示質(zhì)子和氚相對質(zhì)心的速度，有 (1)因系統(tǒng)質(zhì)心的速度 (2)而 (3) (4)由(1)、(3)、(4)式得 (5) 在牛頓力學(xué)中，系統(tǒng)的總質(zhì)量是恒定不變的，這就導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)心的動能在反應(yīng)前后恒定不變的結(jié)論，但在本題中，損失掉的機械能導(dǎo)致系統(tǒng)總質(zhì)量的變化，使反應(yīng)前系統(tǒng)的總質(zhì)量與反應(yīng)后系統(tǒng)的總質(zhì)量不相等，即．如果仍沿用牛頓力學(xué)的結(jié)論，對一個孤立系統(tǒng)，其質(zhì)心速度是不會改變的，故反應(yīng)后質(zhì)心的動能應(yīng)為 而 由此可見，在忽略的條件下 而入射質(zhì)子的閥能 (6)由(2)、(5)、(6)式得 (7)代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 (8)第2問8分(1)、(5) 、(6)式各2分， (7)式1分，、(8)式1分.解法三考慮反應(yīng)前后各粒子都沿同一直線運動的情況，若入射質(zhì)子與與靜止的發(fā)生完全非彈性碰撞，即反應(yīng)后產(chǎn)生的中子和以相同的速度運動，表示的靜止質(zhì)量，表示中子的靜止質(zhì)量，表示的靜止質(zhì)量，設(shè)質(zhì)子的入射速度大小為，反應(yīng)后和中子的速度大小都為，根據(jù)動