Question

11．某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒定律”的实验：如图甲所示，在小车A的前端黏有橡皮泥，在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）若得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点，则应选DE段来计算A和B碰后的共同速度．（填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）
（2）已测得小车A的质量为0.40kg，小车B的质量为0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为0.420kg•m/s，碰后总动量为0.417kg•m/s．

Answer 1

分析 （1）小车做匀速直线运动时，在相等时间内的位移相等，分析小车的运动过程，然后答题；
（2）根据图象，由速度公式求出小车的速度，然后由P=mv求出动量．

解答 解：（1）推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．
（2）碰前小车的速度为：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{0.02×5}$=1.05m/s，
碰前的总动量为：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.420kg•m/s；
碰后小车的共同速度为：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{0.02×5}$=0.695m/s，
碰后的动量为：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg•m/s；
故答案为：（1）DE；（2）0.420，0.417

点评 本题考查了验证动量守恒定律实验，分析清楚小车运动过程，运用速度公式、动量计算公式即可正确解题，要掌握根据纸带求速度的方法．