Question

【題目】某實驗小組采用如圖所示的實驗裝置“驗證動量守恒定律”：在長木板上放置甲、乙兩輛小車，長木板下墊有小木塊用以平衡兩小車受到的摩擦力，甲車的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶，紙帶穿過位于甲車后方的打點計時器的限位孔。某時刻接通打點計時器的電源，推動甲車使之做勻速直線運動，與原來靜止在前方的乙車相碰并粘在一起，然后兩車繼續做勻速直線運動。已知打點計時器的打點頻率為50Hz。

(1)現得到如圖所示的打點紙帶，A為打點計時器打下的第一個點，測得各計數點間的距離AB=8.40cm，BC=10.50cm，CD=9.08cm，DE=6.95cm，相鄰兩個計數點之間還有四個計時點。則應選_____段計算甲車碰前的速度；應選_____段計算甲車和乙車碰后的共同速度(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。

(2)用天平測得甲車及橡皮泥的質量為m1=0.40kg，乙車的質量為m2=0.20kg，取甲、乙兩車及橡皮泥為一個系統，由以上測量結果可求得碰前系統的總動量為______kg·m／s，碰后系統的總動量為______kg·m／s。

Answer 1

【答案】BC DE 0.42 0.42(或0.417)

【解析】

(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.

(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)由圖可知， BC=10.50cm=0.1050m；DE=6.95cm=0.0695m；

碰前小車的速度為：;

碰前的總動量為：P=mAvA=0.4×1.05=0.420kgm/s；

碰后小車的共同速度為：;

碰后的動量為：P′=(mA+mB)v=(0.4+0.2)×0.695=0.417kgm/s；