Question

【題目】利用如圖所示裝置研究碰撞中的動量守恒定律。放置在桌面上的長軌道上有兩個材質相同的小車，兩車相對的側面上裝有尼龍粘貼，兩車質量分別為m1和m2，小車m1后面連接紙帶，通過打點計時器記錄小車運動情況。開始時小車m1獲得一初速度向左運動，與左側靜止的小車m2相碰后粘在一起繼續運動，打點計時器所用電源頻率為50Hz。

（1）以下對本裝置的敘述正確的是_______

A．小車m1的起始位置應靠近打點計時器

B．實驗需滿足m1>m2

C．實驗前需要適當抬高長木板右端平衡摩擦力

D．平衡摩擦力時木板右端抬起的高度與兩小車質量均有關

（2）一個同學在上述實驗中測出m2＝4m1，根據實驗中紙帶的測量數據畫出小車m1的位移x隨時間t變化的圖像如圖所示，以下對實驗結果的分析正確的是_____

A．此實驗驗證了動量守恒定律

B．此實驗中碰撞前后動量不守恒，原因可能是存在阻力

C．此實驗中碰撞前后動量不守恒，原因可能是小車m2受擾動具有了初速度

D．此實驗中碰撞前后動量不守恒，原因可能是碰撞中有機械能損失

Answer 1

【答案】 AC C

【解析】（1）為了使得紙帶打出較多的點，并且等小車速度穩定后再碰撞，應使得小車的起始位置應靠近打點計時器，A正確；為了更好粘合在一起，應使得，B錯誤；為了使得兩車在運動過程中合力為零，應平衡摩擦力，平衡摩擦力時是根據重力沿斜面的分力與摩擦力平衡而進行的，故有，質量細小，即平衡摩擦力時木板右端抬起的高度與兩小車質量無關，C正確D錯誤；

（2）x-t圖像的斜率表示速度，在碰撞前有，在碰撞后有，此實驗中碰撞前后動量不守恒，并且碰撞后的動量大于碰撞前的動量，原因可能是小車m2受擾動具有了初速度，x-t可求出碰撞前瞬間的速度，所以有無阻力對實驗沒有影響，并且完全非彈性碰撞肯定有機械能損失，故C正確；