Question

1．某同學(xué)設(shè)計了一個用打點(diǎn)計時器探究碰撞過程中不變量的實(shí)驗(yàn)：如圖1在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運(yùn)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(yùn)動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．若已得到打點(diǎn)紙帶如圖2所示，并將測得的各計數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在圖上，A點(diǎn)是運(yùn)動起始的第一點(diǎn)，已測得小車A的質(zhì)量m₁=0.40kg，小車B的質(zhì)量m₂=0.20kg，由以上測量結(jié)果可得：碰后m_Av+m_Bv=0.417kg•m/s （保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 碰撞之后共同勻速運(yùn)動的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)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(yùn)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(yùn)動階段，DE應(yīng)為碰撞之后勻速運(yùn)動階段．
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(yùn)動的物體在該段時間內(nèi)的速度．P=mv=m$\frac{x}{t}$．

解答 解：由于碰撞之后共同勻速運(yùn)動的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)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(yùn)動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動的階段，故選BC計算碰前的速度；
碰撞過程是一個變速運(yùn)動的過程，而A和B碰后的共同運(yùn)動時做勻速直線運(yùn)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． 
由圖示紙帶可知：DE=6.95cm=0.0695m，碰后的總動量：P₂=（m₁+m₂）v₂=（m₁+m₂）$\frac{DE}{5T}$=（0.40+0.20）×$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.417kg•m/s；
故答案為：0.417．

點(diǎn)評 根據(jù)碰撞之后共同勻速運(yùn)動的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)動的速度，確定AC應(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)在碰撞之后，是解決本題的突破口．