题目内容

【题目】某实验小组利用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒。图中A、B是两个相同的小车。

(1)实验前,先平衡摩擦力,只将小车A放在长木板上,并与纸带相连,将长木板装有打点计时器的一端适当垫高,打点计时器接通电源,给小车A一个初速度,如果纸带上打出的点________,则表明已平衡摩擦力。

(2)将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码,接通打点计时器的电源,给小车A一个初速度,小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动,打出的纸带如图所示,纸带上的点为连续打出的点,测出纸带上两段连续5个间隔的长度s1、s2.

由图可知,纸带的________(填“左”或“右”)端与打点计时器相连,若打点计时器连接的交流电频率为f,小车A与小车B相碰前的速度为v1=________,碰撞后两车的共同速度为v2=______,若测得小车A(包括橡皮泥)质量为mA,小车B和小车B上砝码的总质量为mB,若表达式_______成立,则A、B两车碰撞过程动量守恒。

(3)如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f,则对实验结果________(填“有”或“无”)影响。

【答案】间距相同 右 无

【解析】

(1)[1]如果已平衡好摩擦力,则小车做匀速直线运动,纸带上打出的点间距相同;

(2)[2]由题意可知小车A碰后速度减小,根据纸带图可知左边两点间间距大,速度大,故纸带的左端与小车A相连,右端与打点计时器相连;

[3][4]打点计时器连接的交流电频率为f,则周期为:

故碰前的速度为:

碰撞后两车的共同速度为:

[5]要验证动量守恒则:

带入v1和v2即需要满足:

则A、B两车碰撞过程动量守恒;

(3)[6]由前面的分析可知等式两边均有f,且可以约掉,故当打点计时器连接交流电的频率实际小于f,对实验结果无影响。

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