Question

【題目】某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車甲的前端粘有橡皮泥，推動小車甲使之做勻速直線運動。然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車繼續做勻速直線運動，他設計的具體裝置如圖所示。在小車甲后連著紙帶，打點計時器打點頻率為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所示，并測得各計數點間距并標在圖上，A為運動起始的第一點，則應選________段計算小車甲的碰前速度，應選________段來計算小車甲和乙碰后的共同速度（以上兩格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。

（2）已測得小車甲的質量m甲＝0．40kg，小車乙的質量m乙＝0．20kg，由以上測量結果可得：碰前m甲v甲＋m乙v乙＝__________kg·m/s；碰后m甲v甲′＋m乙v乙′＝________kg·m/s。（結果保留三位有效數字）

（3）通過計算得出的結論是什么_____________。

Answer 1

【答案】（1）BC DE （2）0．420 0．417

（3）在誤差允許范圍內，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的。

【解析】試題分析：（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）碰前系統的動量即A的動量，則P1=mAvA+mBvB=，

碰后的總動量P2=mAvA+mBvB=（mA+mB）v2=；

由實驗數據可知：小車A、B組成的系統碰撞前后總動量守恒。