Question

7．某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車甲的前端粘有橡皮泥，推動小車甲使之做勻速直線運動．然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車?yán)^續(xù)做勻速直線運動，他設(shè)計的具體裝置如圖1所示．在小車甲后連著紙帶，打點計時器打點頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．

已測得小車甲的質(zhì)量m_甲=0.40kg，小車乙的質(zhì)量m_乙=0.20kg，已得到打點紙帶如圖2所示，并測得各計數(shù)點間距并標(biāo)在圖上，A為運動起始的第一點．由以上測量結(jié)果可得，碰前兩小車系統(tǒng)的總動量為0.420kg•m/s；碰后兩小車系統(tǒng)的總動量為0.417kg•m/s．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 物體發(fā)生的位移與發(fā)生這些位移所用時間的比值等于勻速運動的物體在該段時間內(nèi)的速度：再根據(jù)P=mv=m$\frac{x}{t}$即可求得碰撞前后的動量．

解答 解：由于碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，故AC應(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)在碰撞之后．
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(nèi)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(nèi)通過相同的位移，故應(yīng)選DE段來計算碰后共同的速度．
碰前系統(tǒng)的動量即A的動量，則P₁=m₁v₁=m₁$\frac{BC}{5T}$=0.40×$\frac{0.1050}{5×0.02}$=0.420 kg•m/s  
碰后的總動量P₂=（m₁+m₂）v₂=（m₁+m₂）$\frac{DE}{5T}$=（0.40+0.20）×$\frac{0.0695}{5×0.02}$=0.417kg•m/s
碰撞前后動量近似相等
故答案為：0.420，0.417．

點評 本題考查動量守恒實驗的驗證；關(guān)鍵在于根據(jù)碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，確定AC應(yīng)在碰撞之前，DE應(yīng)在碰撞之后．