Question

某同學設計了一個用打點計時器研究動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止的前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續做勻速運動，他設計的具體裝置如（a）圖所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，長木板右端下面墊放小木片用以平衡摩擦力．
（1）若已測得打點紙帶如（b）圖所示，并測得各計數點間距（已標在圖示上），A為運動的起點，則應選

BC

 段來計算A碰前速度，應選

DE

 段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”“BC”“CD”“DE”）．
（2）已測得小車A的質量m₁=0.40kg，小車B的質量m₂=0.20kg，由以上測量結果可得：碰前總動量P₀=

0.420

 kg?m/s，碰后總動量P=

0.417

 kg?m/s．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析：（1）小車做勻速直線運動時，在相等時間內的位移相等，分析小車的運動過程，然后答題；
（2）根據圖象，由速度公式求出小車的速度，然后由P=mv求出動量．

解答：解：（1）推動小車由靜止開始運動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運動，即在相同的時間內通過的位移相同，故BC段為勻速運動的階段，故選BC計算碰前的速度；
碰撞過程是一個變速運動的過程，而A和B碰后的共同運動時做勻速直線運動，故在相同的時間內通過相同的位移，故應選DE段來計算碰后共同的速度．
（2）碰前小車的速度：v1=

BC

t

=

0.1050

0.02×5

m/s=1.05m/s，
碰前的總動量：P=m_Av₁=0.4×1.05kg?m/s=0.420kg?m/s；
碰后小車的共同速度：v=

DE

t

=

0.0695

0.02×5

m/s=0.695m/s，
碰后的動量：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg?m/s；
故答案為：（1）BC；DE；（2）O．420；O．417．

點評：分析清楚小車運動過程，運用速度公式、動量計算公式即可正確解題，本題是一道中檔題目．