题目内容

2．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50Hz．

（1）木板的一端下边垫着小木片用以平衡摩擦力．
（2）在实验中，需要的测量工具有BC
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=0.310kg，小车B（包括撞针）的质量为m2=0.205kg，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0.620kg•m/s
碰后两车质量与速度乘积之和为0.618kg•m/s
（4）结论：在实验误差范围内，两小车的质量和速度的乘积（mv）在碰撞中总量保持不变．．

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的测量器材．
根据点迹间的距离求出小车的速度，从而得出小车质量和速度的乘积，探究碰撞中的不变量．

解答 解：（1）木板的一端下边垫着小木片用以平衡摩擦力．
（2）实验中需要测量小车的质量和速度，所以需要天平，需要运用刻度尺测量点迹间的距离，从而计算出速度．故选：BC．
（3）碰撞前，小车A的速度${v}_{1}=\frac{0.20}{0.1}m/s=2.0m/s$，碰撞后，系统的速度${v}_{2}=\frac{0.168}{0.14}m/s=1.2m/s$，
则碰撞前两车质量与速度乘积之和P1=m1v1+0=0.310×2.0=0.620kg•m/s，碰撞后两车质量与速度乘积之和P2=（m1+m2）v2=（0.310+0.205）×1.2=0.618kg•m/s．
（4）可知在实验误差范围内，两小车的质量和速度的乘积（mv）在碰撞中总量保持不变．
故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）B C；
（3）0.620，0.618；
（4）在实验误差范围内，两小车的质量和速度的乘积（mv）在碰撞中总量保持不变．

点评 根据碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，确定哪段应在碰撞之前，哪段应在碰撞之后，是解决本题的突破口．

练习册系列答案
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