Question

6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的動(dòng)能守恒”的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)．然后與原來靜止在前方、用相同材料制成的小車B相碰并粘合成一體，碰后繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖甲所示．在小車A后連著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz．圖乙為正確操作獲得的一條紙帶．

（1）本實(shí)驗(yàn)需要（填“需要”或者“不要”）平衡小車受到的摩擦力；
（2）在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下DE（填“CD”、“DE”、“EF”）二點(diǎn)之間的某一時(shí)刻，兩小車發(fā)生碰撞；
（3）測(cè)得小車A的質(zhì)量m_A=0.40kg，小車B的質(zhì)量m_B=0.20kg，則碰后兩車的總動(dòng)量p=0.417kg•m/s （計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，從而確定是否需要平衡摩擦力；
（2）碰撞前后小車均應(yīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并且碰后速度小于碰前的速度，而在碰撞過程中小車做為速運(yùn)動(dòng)；
（3）物體發(fā)生的位移與發(fā)生這些位移所用時(shí)間的比值等于勻速運(yùn)動(dòng)的物體在該段時(shí)間內(nèi)的速度．P=mv=m$\frac{x}{t}$

解答 解：（1）由于要求輕推小車后，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力；
（2）碰撞前后小車均做勻速運(yùn)動(dòng)，只有在碰撞時(shí)小車才能做變速運(yùn)動(dòng)，因此碰撞過程應(yīng)為DE段；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周期為：T=$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{50}$=0.02s；
碰后的總動(dòng)量為：P₂=（m₁+m₂）v₂=（m₁+m₂）$\frac{EF}{5T}$=（0.40+0.20）×$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.417kg•m/s
故答案為：（1）需要；（2）DE；（3）0.417．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道兩小車碰后粘為一體，而碰撞過程中小車一定做變速運(yùn)動(dòng)；同時(shí)明確根據(jù)紙帶求解速度的基本方法．