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M的前端粘有橡皮泥,先推动小车M使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车N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M后连着纸带,电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz。(长木板下垫着小木片以平衡摩擦力)
(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选____段来计算M碰前的速度,应选____段来计算M和N碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车M的质量m1=0.4 kg,小车N的质量m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为____ kg·m/s,碰后两小车的总动量为____ kg·m/s。据此可以得出结论_______________________。
【答案】BC DE 0.420 0.417 在误差允许的范围内碰撞前后系统动量守恒
【解析】
(1)[1][2]．从分析纸带上打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车M在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车M的碰前速度。从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段小车运动稳定，故应选用DE段计算碰后M和N的共同速度。
(2)[3][4][5]．小车M在碰撞前的速度
v0=
=1.050 m/s
小车M在碰撞前的动量
p0=m1v0=0.420 kg·m/s
碰撞后M、N的共同速度
v=
=0.695 m/s
碰撞后M、N的总动量
p=(m1+m2)v=0.417 kg·m/s
可见在误差允许的范围内，碰撞前后系统动量守恒。
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