Question

1．某興趣小組設(shè)計了一個“探究碰撞中的不變量”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動．他設(shè)計的具體裝置如圖（a）所示，在小車A后連著紙帶，電磁式打點計時器的電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力．
（1）若已測得打點紙帶如圖（b）所示，并測得各計數(shù)點間距（已標(biāo)在圖b上）．A為運動的起點，則應(yīng)選BC段來計算A碰前的速度，應(yīng)選DE段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．
（2）已測得小車A的質(zhì)量m_A=0.40kg，小車B的質(zhì)量m_B=0.20kg，則碰前兩小車的總動量為0.420kg•m/s，碰后兩小車的總動量為0.417kg•m/s．
（3）第（2）問中兩結(jié)果不完全相等的原因是紙帶與打點計時器之間存在摩擦力．

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(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)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(yīng)為碰撞之前勻速運動階段，DE應(yīng)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$\frac{x}{t}$；
（3）分析運動過程外力的影響，從而明確實驗誤差的來源．

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(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)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(yīng)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，則有：P₁=m₁v₁=m₁$\frac{BC}{5T}$=0.40×$\frac{0.1050}{5×0.02}$=0.420 kg•m/s  
碰后的總動量為：P₂=（m₁+m₂）v₂=（m₁+m₂）$\frac{DE}{5T}$=（0.40+0.20）×$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.417kg•m/s
（3）由于紙帶與打點計時器之間存在摩擦力，從而使兩結(jié)果并不完全相等；
故答案為：（1）AC；DE； （2）0.420；0.417；（3）紙帶與打點計時器之間存在摩擦力

點評 本題考查了驗證動量守恒定律實驗，分析清楚小車運動過程，運用速度公式、動量計算公式即可正確解題，要掌握根據(jù)紙帶求速度的方法．