Question

2．某同学设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量，实验器材有：打点计时器、低压交流电源（频率为50Hz）、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．该同学设计的实验步骤如下：
A．用天平测出小车A的质量为m_A=0.4kg，小车B的质量为m_B=0.2kg
B．更换纸带重复操作三次
C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间
D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源
E．接通电源，并给小车A一定的初速度v_A，小车A与小车B相撞黏合成一个整体
（1）请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来ADCEB．
（2）打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图所示，根据这些数据把下表空白处①②③④的数值补充完整．

碰撞前			碰撞后
物理量	A车	B车	AB整体
质量（kg）	0.4	0.2	0.6
速度（m/s）	3.0	0	①2.0
$\frac{v}{m}$ （m•s-1•kg-1）	7.5	0	②3.3
mv （kg•m/s）	1.2	0	③1.2
mv 2 （kg•m2/s2）	3.6	0	④2.4

（3）由表中数据可得出的结论是：碰撞前后的不变量是小车A和小车B的质量与速度的乘积（动量）之和．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理以及实验过程，从而得出正确的实验步骤；
（2）根据平均速度公式可得出碰撞前后的速度，再分别根据表格求出对应的数值；
（3）根据表格进行分析，明确守恒量，从而确定出守恒量．

解答 解：（1）在实验中首先需要测量出两滑块的质量，然后再安装装置，安装时先要将轨道放置在桌面上，然后将小车放在轨道上，并且靠近打点计时器，接通电源后开始实验，要注意多次重复实验，故步骤为：ADCEB；
（2）碰后做匀速运动，应以EF段时行分析，速度v'=$\frac{EF}{T}$=$\frac{4×1{0}^{-2}}{0.02}$=2.0m/s
则$\frac{v}{m}$=$\frac{2.0}{0.6}$=3.3m/kgs；
mv=0.6×2.0=1.2kgm/s；
mv²=0.6×4=2.4kg（m/s）²；
（3）根据表格数据可知，守恒的量应是小车A和小车B的质量与速度的乘积（动量）之和
故答案为：（1）ADCEB；（2）如上表；（3）小车A和小车B的质量与速度的乘积（动量）之和

点评 本题考查验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，根据实验原理即可明确正确的方法和步骤，本实验中质量可以最后测量，故步骤答案并不唯一，同时要注意明确动量守恒的正确表达式的书写．