题目内容

某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如图1所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为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2,并测得各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点,则应选
BC
BC
段来计算A的碰前速度,应选
DE
DE
段来计算A和B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”).
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:
碰前总动量=
0.42
0.42
kg?m/s;碰后总动量=
0.417
0.417
kg?m/s.由上述实验结果得到的结论是:
AB碰撞过程中,系统动量守恒.
AB碰撞过程中,系统动量守恒.
分析:(1)A与B碰后速度减小,通过纸带上相等时间内点迹的间隔大小确定哪段表示A的速度,哪段表示共同速度.
(2)求出碰前和碰后的速度大小,得出碰前和碰后总动量的大小,从而得出结论.
解答:解:(1)A与B碰后粘在一起,速度减小,相等时间内的间隔减小,可知通过BC段来计算A的碰前速度,通过DE段计算A和B碰后的共同速度.
(2)A碰前的速度:v1=
.
BC
t
=
0.105
0.1
m/s=1.05m/s

碰后共同速度:v2=
.
DE
t
=
0.0695
0.1
m/s=0.695m/s

碰前总动量:P1=m1v1=0.4×1.05=0.42kg.m/s
碰后的总动量:P2=(m1+m2)v2=0.6×0.695=0.417kg.m/s
可知在误差允许范围内,AB碰撞过程中,系统动量守恒.
故答案为:(1)BC,DE;(2)0.42,0.417,AB碰撞过程中,系统动量守恒.
点评:解决本题的关键知道A与B碰后,速度减小,会通过纸带求解速度的大小,简答题.
练习册系列答案
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(2)(8分) 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:将打点计时器固定在光滑的长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面。让小车A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图甲,碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后,先接通电源然后轻推小车A,使A获得一定的速度,电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点,已知电源频率为50Hz。
①实验中打出的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距标在图上,则应选     段计算A的碰前速度;应选    段计算A和B碰后的共同速度(填BC、CD或DE)。
②已测得小车A的质量m1=0.20kg,小车B的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:[来源:学科网ZXXK]
碰前总动量=     kg·m/s;碰后总动量=     kg·m/s。(计算结果均保留三位有效数字)

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①实验中打出的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距标在图上,则应选      段计算A的碰前速度;应选     段计算A和B碰后的共同速度(填BC、CD或DE)。

②已测得小车A的质量m1=0.20kg,小车B的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:[来源:ZXXK]

碰前总动量=      kg·m/s ;碰后总动量=      kg·m/s。(计算结果均保留三位有效数字)

 

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