题目内容

【题目】如图甲,在验证动量守恒定律实验时,小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A一下,使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续匀速运动,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。

(1)若获得纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动起始的第一点,则应选_____ 段来计算 A 的碰前速度,应选_____段来计算A和B碰后的共同速度(填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。

(2)已测得小车 A 的质量m1=0.60kg,小车B的质量为m2=0.40kg,由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s,碰后系统总动量为_____kg·m/s。(结果保留三位有效数字)

(3)实验结论:_________;

(4)若打点计时器的实际工作频率高于50Hz,而实验者仍按照50Hz的频率来分析, 你认为对实验结果__________ (填“有”或“无”)影响。

【答案】BC DE 2.07 2.06 在误差允许的范围内,系统的动量守恒 无

【解析】

(1)[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;

[2]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)[3]碰前系统的动量即A的动量,则有:

[4]碰后的总动量

P2=m1vA+m2vB=(m1+m2)v2=

(3)[5]由实验数据可知:在误差允许的范围内,小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒。

(4)[6]碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得

m1v0═(m1+m2)v2

即

整理得

m1BC=(m1+m2)DE

打点计时器的打点时间间隔T不影响实验结果,打点计时器的实际工作频率高于50Hz,而实验者仍按照50Hz的频率来分析,对实验没有影响。

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