Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個用打點(diǎn)計(jì)時器探究碰撞過程中不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車甲的前端粘有橡皮泥，推動小車甲使之做勻速直線運(yùn)動。然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示。在小車甲后連著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。

（1）若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距并標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選________段計(jì)算小車甲的碰前速度，應(yīng)選________段來計(jì)算小車甲和乙碰后的共同速度（以上兩格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。

（2）已測得小車甲的質(zhì)量m甲＝0．40kg，小車乙的質(zhì)量m乙＝0．20kg，由以上測量結(jié)果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝__________kg·m/s；碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝________kg·m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）通過計(jì)算得出的結(jié)論是什么_____________。

Answer 1

【答案】（1）BC DE （2）0．420 0．417

（3）在誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的。

【解析】試題分析：（1）由于碰撞之后共同勻速運(yùn)動的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)動的速度，故AC應(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)在碰撞之后．推動小車由靜止開始運(yùn)動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動的階段，故選BC計(jì)算碰前的速度；碰撞過程是一個變速運(yùn)動的過程，而A和B碰后的共同運(yùn)動時做勻速直線運(yùn)動，故在相同的時間內(nèi)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計(jì)算碰后共同的速度．

（2）碰前系統(tǒng)的動量即A的動量，則P1=mAvA+mBvB=，

碰后的總動量P2=mAvA+mBvB=（mA+mB）v2=；

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：小車A、B組成的系統(tǒng)碰撞前后總動量守恒。