Question

1．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，推動A使它做勻速運動，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)做勻速運動，他設計的裝置如圖1所示，在小車A后連著紙帶，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力．
（1）若已得到打點紙帶，并將測得各記數點間距標在下面（如圖2），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”）
（2）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=0.417kg•m/s．

Answer 1

分析 （1）小車做勻速直線運動時，在相等時間內小車的位移相等，分析紙帶，根據紙帶分析答題．
（2）由平均速度公式求出碰前和碰后的速度大小，再由動量公式即可得出碰前和碰后總動量的大小，從而得出結論．

解答 解：（1）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，故在相同的時間內通過相同的位移，故應選DE段來計算碰后共同的速度．
（2）根據平均速度公式可知：A碰前的速度：v₁=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.105}{0.1}$m/s=1.05m/s
碰后共同速度：v₂=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{0.1}$m/s=0.695m/s．
碰前總動量：P₁=m₁v₁=0.4×1.05=0.420kg•m/s
碰后的總動量：P₂=（m₁+m₂）v₂=0.6×0.695=0.417kg•m/s
故答案為：（1）BC；DE；  （2）0.420      0.417

點評 驗證碰撞過程動量守恒，小車碰撞前后做勻速直線運動，為滿足實驗要求，實驗時要平衡摩擦力、根據紙帶求出碰撞前后的速度，然后驗證動量守恒定律；知道實驗原理是正確解題的關鍵．