Question

16．某同學設計了一個用電磁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，推動小車A使之做勻速運動，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．他設計的裝置如圖甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力．
（1）若已測得打點的紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點的間距（已標在圖上）．A為運動的起點，則A（填寫代號）．
A．應選BC段來計算A碰前的速度，應選DE段來計算A和B碰后的共同的速度
B．應選BC段來計算A碰前的速度，應選CD段來計算A和B碰后的共同的速度
C．應選AB段來計算A碰前的速度，應選DE段來計算A和B碰后的共同的速度
D．應選AB段來計算A碰前的速度，應選CD段來計算A和B碰后的共同的速度
（2）已測得小車A的質量m₁=0.4㎏，小車B的質量m₂=0.2㎏，則碰前兩小車的總動量大小為0.420kg•m/s，碰后兩小車的總動量大小為0.417kg•m/s．（結果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）小車做勻速直線運動時，在相等時間內的位移相等，分析小車的運動過程，然后答題；
（2）根據(jù)圖象，由速度公式求出小車的速度，然后由P=mv求出動量，從而驗證動量是否守恒．

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．
故選：A．
（2）由圖可知，BC=10.50cm=0.1050m；DE=6.95cm=0.0695cm；
碰前小車的速度為：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{5×0.02}$=1.05m/s，
碰前的總動量為：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.420kg•m/s；
碰后小車的共同速度為：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.695m/s，
碰后的動量為：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg•m/s；
故答案為：（1）A；（2）0.420，0.417．

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)紙帶求速度的基本方法．