Question

16．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：在小車A左端粘有橡皮泥，瞬間輕推動(dòng)A車使之做勻速運(yùn)動(dòng)，與靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，在小車A的右端連著紙帶，小車運(yùn)動(dòng)，頻率為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器將打出一系列帶點(diǎn)紙帶；在長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力．則：
（1）若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示，并將測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距且已標(biāo)在圖上，紙帶上A點(diǎn)為開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的第一點(diǎn)，那么，A、B兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算A車和B車碰后的共同速度．
（2）已測(cè)得小車A、B的質(zhì)量分別為600g、300g，由以上測(cè)量結(jié)果可得，碰撞前的總動(dòng)量=0.630kg•m/s；碰后的總動(dòng)量=0.626kg•m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紙帶求出兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔；小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)小車的位移相等，分析紙帶，根據(jù)紙帶分析答題．
（2）根據(jù)圖示知道求出碰撞前后小車的速度，然后根據(jù)動(dòng)量的計(jì)算公式求出動(dòng)量．

解答 解：（1）電源頻率為50Hz，則打點(diǎn)周期為：0.02s，A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s；
碰撞過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而A和B碰后的共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，故應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度．
（2）由圖示紙帶可知，碰撞前A車的速度：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{10.50×1{0}^{-2}m}{0.1s}$=1.05m/s，B車的速度：v_B=0，
碰撞后A、B兩車的速度：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{6.95×1{0}^{-2}m}{0.1s}$=0.695m/s，兩車的質(zhì)量分別為：m_A=600g=0.6kg，m_B=300g=0.3kg，
碰撞前總動(dòng)量為：P=m_Av_A=0.6×1.05=0.630kg•m/s，碰撞后總動(dòng)量：P′=（m_A+m_B）v=（0.6+0.3）×0.695≈0.626kg•m/s；
故答案為：（1）0.1；DE；（2）0.630；0.626．

點(diǎn)評(píng) 驗(yàn)證碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，小車碰撞前后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，為滿足實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力、根據(jù)紙帶求出碰撞前后的速度，然后驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律；知道實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的關(guān)鍵．