题目内容

9.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:如图甲所示,在小车A的前端黏有橡皮泥,在小车A后面连着纸带,电磁打点计时器的电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.

(1)若得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距离标在图上,A为运动起始的第一点,则应选DE段来计算A和B碰后的共同速度.(填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)

(2)已测得小车A的质量为0.40kg,小车B的质量为0.20kg,由以上测量结果可得:碰前总动量为0.420kg•m/s,碰后总动量为0.417kg•m/s.(保留三位有效字)

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.

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.
(2)碰前小车的速度为:vA=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{0.02×5}$=1.05m/s,
碰前的总动量为:P=mAvA=0.4×1.05=0.420kg•m/s;
碰后小车的共同速度为:v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{0.02×5}$=0.695m/s,
碰后的动量为:P′=(mA+mB)v=(0.4+0.2)×0.695=0.417kg•m/s;
故答案为:(1)DE (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方法.

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