Question

【題目】某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗:在小車M的前端粘有橡皮泥,先推動小車M使之做勻速運動,然后與原來靜止在前方的小車N相碰并粘合成一體,繼續做勻速運動。他設計的裝置如圖甲所示。在小車M后連著紙帶,電磁打點計時器所用的電源頻率為50 Hz。(長木板下墊著小木片以平衡摩擦力)

(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示,并測得各計數點的間距(已標在圖上)。A為運動的起點,則應選____段來計算M碰前的速度,應選____段來計算M和N碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。

(2)已測得小車M的質量m1=0.4 kg,小車N的質量m2=0.2 kg,則碰前兩小車的總動量為____ kg·m/s,碰后兩小車的總動量為____ kg·m/s。據此可以得出結論_______________________。

Answer 1

【答案】BC DE 0.420 0.417 在誤差允許的范圍內碰撞前后系統動量守恒

【解析】

(1)[1][2]．從分析紙帶上打點情況看，BC段既表示小車做勻速運動，又表示小車有較大速度，因此BC段能較準確地描述小車M在碰撞前的運動情況，應選用BC段計算小車M的碰前速度。從CD段打點情況看，小車的運動情況還沒穩定，而在DE段小車運動穩定，故應選用DE段計算碰后M和N的共同速度。

(2)[3][4][5]．小車M在碰撞前的速度

v0==1.050 m/s

小車M在碰撞前的動量

p0=m1v0=0.420 kg·m/s

碰撞后M、N的共同速度

v==0.695 m/s

碰撞后M、N的總動量

p=(m1+m2)v=0.417 kg·m/s

可見在誤差允許的范圍內，碰撞前后系統動量守恒。