Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞過(guò)程中不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)甲的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)甲使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)乙相碰并粘合成一體，而后兩車(chē)?yán)^續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖所示。在小車(chē)甲后連著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz，長(zhǎng)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(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距并標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選________段計(jì)算小車(chē)甲的碰前速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算小車(chē)甲和乙碰后的共同速度（以上兩格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。

（2）已測(cè)得小車(chē)甲的質(zhì)量m甲＝0．40kg，小車(chē)乙的質(zhì)量m乙＝0．20kg，由以上測(cè)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(guò)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(gè)小車(chē)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(dòng)的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)動(dòng)的速度，故AC應(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)在碰撞之后．推動(dòng)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故小車(chē)有個(gè)加速過(guò)程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選BC計(jì)算碰前的速度；碰撞過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而A和B碰后的共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，故應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度．

（2）碰前系統(tǒng)的動(dòng)量即A的動(dòng)量，則P1=mAvA+mBvB=，

碰后的總動(dòng)量P2=mAvA+mBvB=（mA+mB）v2=；

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