Question

某同學設計了一個用打點計時器探究動量守恒的實驗如圖甲：
（1）將下列實驗步驟正確排序
A．用天平測出小車A．B的質量m₁．m₂
B．將打點計時器固定在長木板的一端，用導線將打點計時器與電源相連，把紙帶穿過打點計時器連在小車A的后面
C．取下紙帶，通過紙帶測出它們碰撞前后的速度
D．接通電源，推動小車A使之勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合一體，并繼續(xù)做勻速運動
E．在固定打點計時器的長木板一端下面墊上小木片用以平衡摩擦力，使小車A能帶動紙帶做勻速直線運動
正確排序是

A

．

B

．

E

．

D

．

C

．
（2）若已得到打點紙帶，并將測得各計數(shù)點間距標在下面（如圖乙），A為運動起始的第一點，則應選

BC

段來計算A車的碰前速度，應選

DE

段來計算A車和B車碰后的共同速度．（以上兩空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）
（3）已測得小車A的質量m₁=0.40kg，小車B的質量m₂=0.20kg，由以上測量結果可得，碰前總動量=

0.420

kg?m/s；碰后總動量=

0.417

kg?m/s．（結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）按照先測量質量再安裝實驗設備，安裝實驗器材后再平衡摩擦力，之后通過碰撞前后的紙帶分別測量出碰撞前后物體的速度，從而求出碰撞前后的動量，最后驗證碰撞前后動量是否相同．
（2）勻速運動時小車在相同的時間內通過相同的位移．
（3）利用在物體某一段時間內通過的位移與所用時間的比值求出物體在該段時間內的速度，再利用物體的質量與物體速度的乘積求出物體的動量．

解答：解：（1）實驗的正確順序為A、B、E、D、C．
（2）在碰撞前小車A勻速運動時在相同的時間內通過的位移相同，故相鄰點之間的距離相同．而AB之間的距離并不相同，故應選BC段計算碰撞之前的速度．而CD段相鄰兩點之間的距離也不相同，故應該選DE段計算碰撞后的速度．
（3）碰撞之前的動量P₁=m₁v₁=m₁×

xBC

5T

=0.40×

0.105

5×0.02

=0.40×1.05=0.420kgm/s
碰撞后的動量P₂=（m1+m2）v2=（m1+m2）×

xDE

5T

=0.60×

0.695

5×0.02

=0.417kgm/s
故答案為（1）A、B、E、D、C．
（2）BC；DE．
（3）0.420；0.417．

點評：只有熟悉實驗步驟，理解實驗原理才能順利解決此類題目．