Question

4．某同學設計了一個用打點計時器“驗證動量守恒”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之作勻速運動．然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合在一體，繼續(xù)作勻速運動．他設計的具體裝置如圖1所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz．長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已得到打點紙帶如圖2，并測得各計數(shù)點間距標在圖上．點O為運動起始的第一點．則應選AB段來計算小車A的碰前速度．應選CD段來計算小車A和B碰后的共同速度．（以上兩格填“OA”或“AB”或“BC”或“CD”）
（2）已測量出小車A的質量m₁=0.40kg，小車B的質量m₂=0.20kg．由以上測量結果可得：碰前總動量=0.420kg•m/s；碰后總動量=0.417kg•m/s．（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）A與B碰后速度減小，通過紙帶上相等時間內點跡的間隔大小確定哪段表示A的速度，哪段表示共同速度．
（2）求出碰前和碰后的速度大小，得出碰前和碰后總動量的大小，從而得出結論．

解答 解：（1）A與B碰后粘在一起，速度減小，相等時間內的間隔減小，可知通過AB段來計算A的碰前速度，通過CD段計算A和B碰后的共同速度．
（2）A碰前的速度：${v}_{1}=\frac{\overline{AB}}{t}=\frac{0.105}{0.1}=1.05m/s$
碰后共同速度：${v}_{1}=\frac{\overline{CD}}{t}=\frac{0.0695}{0.1}=0.695m/s$．
碰前總動量：P₁=m₁v₁=0.4×1.05=0.42kg．m/s
碰后的總動量：P₂=（m₁+m₂）v₂=0.6×0.695=0.417kg．m/s
故答案為：（1）AB，CD；（2）0.420，0.417

點評 解決本題的關鍵知道A與B碰后，速度減小，會通過紙帶求解速度的大小，難度不大，屬于基礎題．