Question

某同学设计了一个打点计时器验证动量守恒定律的实验．在小车A的前端和小车B的后端贴有粘扣，在木板的右端固定打点计时器，小车A后连一长纸带，木板下垫有小木块，用来平衡摩擦力．反复移动小木块位置，直到小车的木板上向下运动时可以保持匀速直线运动状态．现使小车A、B分别静止在木板的右端和中间，如图（a）所示，给小车A一个瞬时冲量，使小车A与静止的小车B相碰粘合成一体，并继续作匀速直线运动．已知打点计时器电源频率为50Hz，若得到一条打点纸带且计数点之间的间隔如图（b）所示，A点为运动起点，则应选

BC

段来计算小车A碰撞前的速度，应选

DE

段来计算两车碰撞后的速度．若测得小车A的质量m_A=0.4㎏，小车B的质量m_B=0.2㎏，由以上数据可得小车A、B碰撞前的总动量为

0.420

㎏?m/s；碰撞后的总动量为

0.417

㎏?m/s；得到的结论是

在误差允许的范围内系统动量守恒

．（计算结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析：通过相同时间内的位移知，AB段表示小车A处于加速阶段，BC小车A处于匀速运动，CD表示小车A与小车B处于碰撞缓冲阶段，DE表示小车A、B碰后一起做匀速直线运动．根据动量的表达式分别求出碰撞前的总动量和碰撞后的总动量，进行比较得出结论．

解答：解：从纸带上的点迹和数据看到，AB段表示小车A处于加速阶段，BC小车A处于匀速运动，CD表示小车A与小车B处于碰撞缓冲阶段，DE表示小车A、B碰后一起做匀速直线运动，故选BC
计算小车A碰撞前的速度，vA0=

10.50×10-2

0.1

m/s=1.05m/s，碰撞前的总动量P₁=m_Av_A0=0.420kg?m/s，选DE段计算两车碰撞后的速度，v共=

6.95×10-2

0.1

m/s=0.695m/s，碰撞后的总动量P_共=（m_A+m_B）v_共=0.417kg?m/s，在误差允许的范围内系统动量守恒．
故答案为：BC，DE，0.420，0.417，在误差允许的范围内系统动量守恒．

点评：解决本题的关键通过纸带上点迹间的距离判断出运动情况，运用动量的表达式判断动量是否守恒．