Question

8．如圖甲所示為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車A后連著足夠長紙帶，在小車A的前端粘有橡皮泥．推動(dòng)小車A一段時(shí)間后放手使之在水平氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz．

（1）下列說法正確的是AD
A．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車
B．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
C．此實(shí)驗(yàn)在碰撞后A、B的總動(dòng)能有可能等于碰撞前A的動(dòng)能
D．此實(shí)驗(yàn)在碰撞后A、B的總動(dòng)能一定小于碰撞前A的動(dòng)能
（2）實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示，各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距已標(biāo)在圖上，已測得小車 A的總質(zhì)量m1=0.34kg，小車B 的總質(zhì)量m2=0.17kg，由以上測量結(jié)果可得碰前總動(dòng)量為1.07kg•m/s，碰后總動(dòng)量為1.06kg•m/s．根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．．（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，分析小車的運(yùn)動(dòng)過程，然后答題；
（2）根據(jù)圖象，由速度公式求出小車的速度，然后由P=mv求出動(dòng)量，從而驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒；

解答 解：（1）AB、實(shí)驗(yàn)中為了打點(diǎn)穩(wěn)定，應(yīng)先接通電源，然后再釋放小車，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、由于碰撞為非彈性碰撞，所以碰撞后的總動(dòng)能一定小于碰撞前的總動(dòng)能，故C錯(cuò)誤，D正確；
（2）由圖可知，BC=31.50cm=0.3150m；DE=20.85cm=0.2085m；
碰前小車的速度為：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.3150}{5×0.02}$=3.15m/s，
碰前的總動(dòng)量為：P=m_Av_A=0.34×3.15=1.07kg•m/s；
碰后小車的共同速度為：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.2085}{0.02×5}$=2.08m/s，
碰后的動(dòng)量為：P′=（m_A+m_B）v=（0.34+0.17）×2.08=1.06kg•m/s；
則可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后的總動(dòng)量相等，說明碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．
故答案為：（1）A；（2）0.420，0.417．（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．

點(diǎn)評 本題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，分析清楚小車運(yùn)動(dòng)過程，運(yùn)用速度公式、動(dòng)量計(jì)算公式即可正確解題，要掌握根據(jù)紙帶求速度的基本方法．