Question

2．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)碰撞實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找碰撞前后的不變量，實(shí)驗(yàn)器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源（頻率為50Hz）、紙帶、表面光滑的長(zhǎng)木板、帶撞針的小車(chē)A、帶橡皮泥的小車(chē)B、天平．該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平測(cè)出小車(chē)A的質(zhì)量為m_A=0.4kg，小車(chē)B的質(zhì)量為m_B=0.2kg
B．更換紙帶重復(fù)操作三次
C．小車(chē)A靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置，在車(chē)后固定紙帶，把小車(chē)B放在長(zhǎng)木板中間
D．把長(zhǎng)木板平放在桌面上，在一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連接電源
E．接通電源，并給小車(chē)A一定的初速度v_A，小車(chē)A與小車(chē)B相撞黏合成一個(gè)整體
（1）請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)ADCEB．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶中，比較理想的一條如圖所示，根據(jù)這些數(shù)據(jù)把下表空白處①②③④的數(shù)值補(bǔ)充完整．

碰撞前			碰撞后
物理量	A車(chē)	B車(chē)	AB整體
質(zhì)量（kg）	0.4	0.2	0.6
速度（m/s）	3.0	0	①2.0
$\frac{v}{m}$ （m•s-1•kg-1）	7.5	0	②3.3
mv （kg•m/s）	1.2	0	③1.2
mv 2 （kg•m2/s2）	3.6	0	④2.4

（3）由表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：碰撞前后的不變量是小車(chē)A和小車(chē)B的質(zhì)量與速度的乘積（動(dòng)量）之和．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而得出正確的實(shí)驗(yàn)步驟；
（2）根據(jù)平均速度公式可得出碰撞前后的速度，再分別根據(jù)表格求出對(duì)應(yīng)的數(shù)值；
（3）根據(jù)表格進(jìn)行分析，明確守恒量，從而確定出守恒量．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中首先需要測(cè)量出兩滑塊的質(zhì)量，然后再安裝裝置，安裝時(shí)先要將軌道放置在桌面上，然后將小車(chē)放在軌道上，并且靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，要注意多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，故步驟為：ADCEB；
（2）碰后做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)以EF段時(shí)行分析，速度v'=$\frac{EF}{T}$=$\frac{4×1{0}^{-2}}{0.02}$=2.0m/s
則$\frac{v}{m}$=$\frac{2.0}{0.6}$=3.3m/kgs；
mv=0.6×2.0=1.2kgm/s；
mv²=0.6×4=2.4kg（m/s）²；
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，守恒的量應(yīng)是小車(chē)A和小車(chē)B的質(zhì)量與速度的乘積（動(dòng)量）之和
故答案為：（1）ADCEB；（2）如上表；（3）小車(chē)A和小車(chē)B的質(zhì)量與速度的乘積（動(dòng)量）之和

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理即可明確正確的方法和步驟，本實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量可以最后測(cè)量，故步驟答案并不唯一，同時(shí)要注意明確動(dòng)量守恒的正確表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)．