Question

【題目】某興趣小組設計了一個“探究碰撞中的不變量”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續做勻速直線運動．他設計的具體裝置如圖（a）所示，在小車A后連著紙帶，電磁式打點計時器的電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力．

（1）若已測得打點紙帶如圖（b）所示，并測得各計數點間距（已標在圖b上）．A為運動的起點，則應選_____段來計算A碰前的速度，應選_____段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．

（2）已測得小車A的質量mA=0.40kg，小車B的質量mB=0.20kg，則碰前兩小車的總動量為_____kgm/s，碰后兩小車的總動量為____kgm/s．

（3）第（2）問中兩結果不完全相等的原因是_________________________________．

Answer 1

【答案】 （1）BC； DE； （2）0.420； 0.417； （3）紙帶與打點計時器之間存在摩擦力

【解析】（1）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應在碰撞之前，DE應在碰撞之后，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，故在相同的時間內通過相同的位移，故應選DE段來計算碰后共同的速度。
（2）碰前系統的動量即A的動量，則有：
碰后的總動量為：

（3）由于紙帶與打點計時器之間存在摩擦力，從而使兩結果并不完全相等。