题目内容

【题目】某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动.他设计的具体装置如图(a)所示,在小车A后连着纸带,电磁式打点计时器的电源频率为50Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力.

(1)若已测得打点纸带如图(b)所示,并测得各计数点间距(已标在图b上).A为运动的起点,则应选_____段来计算A碰前的速度,应选_____段来计算AB碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).

(2)已测得小车A的质量mA=0.40kg,小车B的质量mB=0.20kg,则碰前两小车的总动量为_____kgm/s,碰后两小车的总动量为____kgm/s.(结果保留三位有效数字)

(3)第(2)问中两结果不完全相等的原因是_________________________________

【答案】 BC DE 0.420 0.417 纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦

【解析】(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,则有:

碰后的总动量为:

(3)由于纸带与打点计时器之间存在摩擦力,从而使两结果并不完全相等。

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