题目内容
【题目】某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中不变量”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车A相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,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所示,并测得各计数点间距离,A为运动起始的第一点,则应选段来计算A和A碰后的共同速度 . (填“AA”或“AC”或“CD”或“DE”)
②已测得小车A的质量m1=0.40kg , 小车A的质量m2=0.20kg , 由以上测量结果可得.碰前mAv0=kgm/s;碰后(mA+mA)v共=kgm/s;由此得出结论 .
【答案】de;0.420;0.417;在误差允许的范围内,小车A、A组成的系统碰撞前后总动量守恒
【解析】(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AC段为匀速运动的阶段,故选AC计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和A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P1=mAv0=mA=0.40× =0.420kgm/s ,
碰后的总动量P2=mAvA+mAvA=(mA+mA)v2=(mA+mA)=(0.40+0.20)× =0.417kgm/s;
由实验数据可知:在误差允许的范围内,小车A、A组成的系统碰撞前后总动量守恒.
所以答案是:(1)DE;(2)0.420;0.417;在误差允许的范围内,小车A、A组成的系统碰撞前后总动量守恒.
【考点精析】解答此题的关键在于理解动量守恒定律的相关知识,掌握动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.