Question

14．如圖1為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小車A與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰，并粘在一起繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在小車A后連著紙帶，電磁打電計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz．

（1）用小木片將長(zhǎng)木板一端墊起的目的是平衡摩擦力；
（2）若實(shí)驗(yàn)已得到的打點(diǎn)紙帶如圖2所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（標(biāo)在圖上），則應(yīng)該選bc段來(lái)計(jì)算的碰撞前速度，應(yīng)該選de段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度（選填“ab”、“bc”或“de”）．
（3）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m₁=0.4kg，小車B質(zhì)量m₂=0.4kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前的總動(dòng)量為0.42kg•m/s；碰后總動(dòng)量為0.41kg•m/s．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）為了消除阻力的影響，實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力；
（2）碰撞之后共同勻速運(yùn)動(dòng)的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)動(dòng)的速度，確定ac應(yīng)在碰撞之前，de應(yīng)在碰撞之后，在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，所以bc應(yīng)為碰撞之前勻速運(yùn)動(dòng)階段，de應(yīng)為碰撞之后勻速運(yùn)動(dòng)階段；
（3）根據(jù)圖示紙帶，由速度公式求出小車的速度，然后由P=mv求出動(dòng)量．

解答 解：（1）用小木片將長(zhǎng)木板一端墊起的目的是平衡摩擦力，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（2）由于碰撞之后共同勻速運(yùn)動(dòng)的速度小于碰撞之前A獨(dú)自運(yùn)動(dòng)的速度，故ac應(yīng)在碰撞之前，de應(yīng)在碰撞之后；
推動(dòng)小車由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故小車有個(gè)加速過(guò)程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，故bc段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選bc計(jì)算碰前的速度；
碰撞過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而A和B碰后的共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，故應(yīng)選de段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度．
（3）碰前小車的速度為：v_A=$\frac{bc}{t}$=$\frac{0.1050}{0.02×5}$=1.05m/s，
碰前的總動(dòng)量為：P=m_Av_A=0.4×1.05=0.42kg•m/s；
碰后小車的共同速度為：v=$\frac{de}{t}$=$\frac{0.0695}{0.02×5}$=0.69m/s，
碰后的動(dòng)量為：P′=（m_A+m_B）v=（0.4+0.2）×0.69≈0.41kg•m/s；
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）bc；de；（3）0.42；0.41

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，分析清楚小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程，運(yùn)用速度公式、動(dòng)量計(jì)算公式即可正確解題，要掌握根據(jù)紙帶求速度的方法．