题目内容

【题目】某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动,他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选________段计算小车甲的碰前速度,应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”“BC”“CD”“DE”)。

2)已测得小车甲的质量m040kg,小车乙的质量m020kg,由以上测量结果可得:碰前mvmv__________kg·m/s;碰后mvmv________kg·m/s。(结果保留三位有效数字)

3)通过计算得出的结论是什么_____________

【答案】1BC DE 20420 0417

3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。

【解析】试题分析:(1)由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后.推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而AB碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度.

2)碰前系统的动量即A的动量,则P1=mAvA+mBvB=

碰后的总动量P2=mAvA+mBvB=mA+mBv2=

由实验数据可知:小车AB组成的系统碰撞前后总动量守恒。

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