Question

4．某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合在一体，继续作匀速运动．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频率为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，并测得各计数点间距标在图上．点O为运动起始的第一点．则应选AB段来计算小车A的碰前速度．应选CD段来计算小车A和B碰后的共同速度．（以上两格填“OA”或“AB”或“BC”或“CD”）
（2）已测量出小车A的质量m₁=0.40kg，小车B的质量m₂=0.20kg．由以上测量结果可得：碰前总动量=0.420kg•m/s；碰后总动量=0.417kg•m/s．（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）A与B碰后速度减小，通过纸带上相等时间内点迹的间隔大小确定哪段表示A的速度，哪段表示共同速度．
（2）求出碰前和碰后的速度大小，得出碰前和碰后总动量的大小，从而得出结论．

解答 解：（1）A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过AB段来计算A的碰前速度，通过CD段计算A和B碰后的共同速度．
（2）A碰前的速度：${v}_{1}=\frac{\overline{AB}}{t}=\frac{0.105}{0.1}=1.05m/s$
碰后共同速度：${v}_{1}=\frac{\overline{CD}}{t}=\frac{0.0695}{0.1}=0.695m/s$．
碰前总动量：P₁=m₁v₁=0.4×1.05=0.42kg．m/s
碰后的总动量：P₂=（m₁+m₂）v₂=0.6×0.695=0.417kg．m/s
故答案为：（1）AB，CD；（2）0.420，0.417

点评 解决本题的关键知道A与B碰后，速度减小，会通过纸带求解速度的大小，难度不大，属于基础题．