Question

某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗，在小車A的前端粘有橡皮泥，設法使小車A做勻速直線運動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘在一起，繼續(xù)做勻速運動，設計如圖1所示：

在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器的頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．
（1）若已得到打點紙帶如圖2所示，并測得各計數(shù)點間的距離，在圖上標出A為運動起始的點，則應選

BC

段來計算A碰前的速度，應選

DE

段來計算A和B碰后的共同速度．
（2）已測得小車A的質(zhì)量m_A=0.4kg，小車B的質(zhì)量m_B=0.20kg，則由以上結(jié)果可得碰前總動量=

0.42

kg?m/s，碰后總動量=

0.417

kg?m/s．

Answer 1

分析：（1）碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，確定AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后，在勻速運動時在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，所以BC應為碰撞之前勻速運動階段，DE應為碰撞之后勻速運動階段．
（2）物體發(fā)生的位移與發(fā)生這些位移所用時間的比值等于勻速運動的物體在該段時間內(nèi)的速度．P=mv=m

x

t

．

解答：解：（1）由于碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，故AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后．
推動小車由靜止開始運動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運動的階段，故選BC計算碰前的速度；
碰撞過程是一個變速運動的過程，而A和B碰后的共同運動時做勻速直線運動，故在相同的時間內(nèi)通過相同的位移，故應選DE段來計算碰后共同的速度．
故答案為BC、DE
 （2）碰前系統(tǒng)的動量即A的動量，則P₁=m₁v₁=m₁

BC

5T

=0.40×

0.1050

5×0.02

=0.420 kg?m/s  
碰后的總動量P₂=（m₁+m₂）v₂=（m₁+m₂）

DE

5T

=（0.40+0.20）×

0.0695

5×0.02

=0.417kg?m/s
故答案為：0.420，0.417．
故本題的答案為：（1）BC   DE    （2）0.420    0.417

點評：根據(jù)碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，確定AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后，是解決本題的突破口．