题目内容
【题目】某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验:在小车A前端装有橡皮泥,推动小车A使之匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的装置如下图所示,在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz。
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(1)木板的一端下边垫着小木片用以_____ 。
(2)在实验中,需要的测量工具有 ____ 。
A.弹簧测力计
B.毫米刻度尺
C.天平
D.螺旋测微器
(3)已测得小车A(包括橡皮泥)的质量为m1=0.310 kg,小车B(包括撞针)的质量为m2=0.205 kg,由以上测量可得:(结果保留三位有效数字)
碰前两车质量与速度乘积之和为______kg·m/s;
碰后两车质量与速度乘积之和为_____ kg·m/s;
(4)结论:_____________________________ 。
【答案】 平衡摩擦力; BC; 0.620; 0.618; 在实验误差范围内辆小车的质量和速度的乘积(mv)在碰撞中总量保持不变;
【解析】试题小车在木板上运动时,要受到木板的摩擦力作用,为了抵消摩擦力的作用,可将木板适当垫高,用小车的下滑分力平衡摩擦力;实验过程前(后)要测量的数据有小车的质量,以及纸带上点的距离,所以需要测量工具BC,在此因为当地重力加速度未知,所以不用弹簧测力计;碰撞前B车静止,所以乘积为0,而A的速度为
,可得乘积和为
,碰撞后辆车具有相同的速度一起运动,由纸带数据可求得
,则乘积和为
;由乘积和可知
,因为有纸带的阻力作用(不可消除),导致前后两次数据不严格相等,但是在允许的实验误差范围内,二者是相等的。
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