Question

12．用兩個小車驗證動量守恒定律，兩車放在光滑的水平軌道上，B車靜止，A 車連接紙帶（紙帶穿過打點計時器）向右運動，如圖所示．它和B車碰撞后連接在一起向右運動，兩車碰撞時間較短可以忽略不計．已知A車的質量為0.60kg，B車質量為0.58kg，打點計時器所用交流電的頻率是50Hz．根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可得兩車碰撞前的總動量為0.36 kg?m/s，碰后的總動量為0.354 kg?m/s．
實驗結論：在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞過程動量守恒．

Answer 1

分析 由紙帶所示數(shù)據(jù)求出碰前甲車速度與碰撞后兩車的共同速度；碰撞過程中，兩車組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量表達式求出動量，再分析碰撞前后的動量關系，從而得出實驗結論．

解答 解：碰前A做勻速運動，由圖可知，右側兩點間的距離為s1=12mm=0.012m，碰后兩點間的距離為6mm=0.006m；
紙帶可求得A車碰前的速度為：v₁=$\frac{{s}_{1}}{T}$=$\frac{0.012}{0.02}$=0.6m/s，
碰后甲、乙一起做運動運動，速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{T}$=$\frac{0.006}{0.02}$=0.3m/s
以向右為正方向，
碰前動量P₁=m_Av₁=0.60×0.6=0.36kgm/s；
碰后兩車共同的動量P₂=（m_A+m_B）v₂=（0.6+0.58）×0.3=0.354kgm/s；
則可以碰撞前后總動量相差不多，則說明，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞過程動量守恒．
故答案為：0.36；0.354；在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞過程動量守恒．

點評 本題考查利用打點計時器驗證碰撞過程的動量守恒；要注意由紙帶數(shù)據(jù)應用速度公式求出車的速度、應用動量守恒定律即可正確解題．