题目内容

【题目】某同学设计了一个用电磁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使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的装置如图(a)所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.

(1)若已测得打点的纸带如图(b)所示,并测得各计数点的间距(已标在图上).A为运动的起点,则应选段来计算A碰撞前的速度,应选段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”).
(2)已测得小车A的质量m1=0.4kg,小车B的质量m2=0.2kg,则碰前两小车的总动量大小为 kgm/s,碰后两小车的总动量大小为 kgm/s.(计算结果保留三位有效数字)

【答案】
(1)BC,DE
(2)0.420,0.417
【解析】解:(1)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A和B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)碰前小车的速度为诶:vA= = =1.05m/s,

碰前的总动量为:P=mAvA=0.4×1.05=0.420kgm/s;

碰后小车的共同速度为:v= = =0.695m/s,

碰后的动量为:P′=(mA+mB)v=(0.4+0.2)×0.695=0.417kgm/s;

故答案为:(1)BC,DE;(2)0.420,0.417.

(1)小车做匀速直线运动时,在相等时间内的位移相等,分析小车的运动过程,然后答题;(2)根据图象,由速度公式求出小车的速度,然后由P=mv求出动量.

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