Question

5．某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律．在小车A的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带，纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，电磁打点计时器接在频率为50HZ的交流电源上．左右移动垫在长木板右下方的薄木片，使小车A牵着纸带做匀速直线运动．小车A与原来静止在前方的小车B相碰，并粘在一起继续做匀速直线运动．

（1）实验获得的打点纸带如图乙所示，A为运动的起点．应选BC段来计算A碰前的速度；应选DE段来计算A和B碰后的共同速度．（以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE“）
（2）若测得小车A的质量 m₁=0.4kg，小车B的质量为m₂=0.2kg，则碰前两小车的总动量为0.420kg•m/s，碰后两小车的总动量为0.417 kg•m/s．（计算结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）小车做匀速直线运动时，在相等时间内的位移相等，分析小车的运动过程，然后答题；
（2）根据图象，由速度公式求出小车的速度，然后由P=mv求出动量．

解答 解：（1）推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；
碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．
（2）由图可知，BC=10.50cm=0.1050m；DE=6.95cm=0.0695m；
碰前小车的速度为：v_A=$\frac{BC}{t}$=$\frac{0.1050}{0.02×5}$=1.05m/s，
碰前的总动量为：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.420kg•m/s；
碰后小车的共同速度为：v=$\frac{DE}{t}$=$\frac{0.0695}{0.02×5}$=0.695m/s，
碰后的动量为：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.695=0.417kg•m/s；
故答案为：（1）BC，DE；（2）0.420，0.417．

点评 本题考查了验证动量守恒定律实验，分析清楚小车运动过程，运用速度公式、动量计算公式即可正确解题，要掌握根据纸带求速度的方法．