Question

5．某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．在小車A的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50HZ的交流電源上．左右移動(dòng)墊在長(zhǎng)木板右下方的薄木片，使小車A牽著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)．小車A與原來靜止在前方的小車B相碰，并粘在一起繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）實(shí)驗(yàn)獲得的打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)．應(yīng)選BC段來計(jì)算A碰前的速度；應(yīng)選DE段來計(jì)算A和B碰后的共同速度．（以上兩空選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE“）
（2）若測(cè)得小車A的質(zhì)量 m₁=0.4kg，小車B的質(zhì)量為m₂=0.2kg，則碰前兩小車的總動(dòng)量為0.420kg•m/s，碰后兩小車的總動(dòng)量為0.417 kg•m/s．（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，分析小車的運(yùn)動(dòng)過程，然后答題；
（2）根據(jù)圖象，由速度公式求出小車的速度，然后由P=mv求出動(dòng)量．

解答 解：（1）推動(dòng)小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故小車有個(gè)加速過程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選BC計(jì)算碰前的速度；
碰撞過程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過程，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)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計(jì)算碰后共同的速度．
（2）由圖可知，BC=10.50cm=0.1050m；DE=6.95cm=0.0695m；
碰前小車的速度為：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{0.02×5}$=1.05m/s，
碰前的總動(dòng)量為：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.420kg•m/s；
碰后小車的共同速度為：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{0.02×5}$=0.695m/s，
碰后的動(dòng)量為：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg•m/s；
故答案為：（1）BC，DE；（2）0.420，0.417．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，分析清楚小車運(yùn)動(dòng)過程，運(yùn)用速度公式、動(dòng)量計(jì)算公式即可正確解題，要掌握根據(jù)紙帶求速度的方法．