Question

16．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．他设计的装置如图甲所示．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乙所示，并测得各计数点的间距（已标在图上）．A为运动的起点，则A（填写代号）．
A．应选BC段来计算A碰前的速度，应选DE段来计算A和B碰后的共同的速度
B．应选BC段来计算A碰前的速度，应选CD段来计算A和B碰后的共同的速度
C．应选AB段来计算A碰前的速度，应选DE段来计算A和B碰后的共同的速度
D．应选AB段来计算A碰前的速度，应选CD段来计算A和B碰后的共同的速度
（2）已测得小车A的质量m₁=0.4㎏，小车B的质量m₂=0.2㎏，则碰前两小车的总动量大小为0.420kg•m/s，碰后两小车的总动量大小为0.417kg•m/s．（结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （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，从而验证动量是否守恒．

解答 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．
故选：A．
（2）由图可知，BC=10.50cm=0.1050m；DE=6.95cm=0.0695cm；
碰前小车的速度为：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{5×0.02}$=1.05m/s，
碰前的总动量为：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.420kg•m/s；
碰后小车的共同速度为：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.695m/s，
碰后的动量为：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg•m/s；
故答案为：（1）A；（2）0.420，0.417．

点评 本题考查了验证动量守恒定律实验，分析清楚小车运动过程，运用速度公式、动量计算公式即可正确解题，要掌握根据纸带求速度的基本方法．