Question

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

（1）若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选________段计算小车甲的碰前速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度（以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。

（2）已测得小车甲的质量m_甲＝0．40kg，小车乙的质量m_乙＝0．20kg，由以上测量结果可得：碰前m_甲v_甲＋m_乙v_乙＝__________kg·m/s；碰后m_甲v_甲′＋m_乙v_乙′＝________kg·m/s。（结果保留三位有效数字）

（3）通过计算得出的结论是什么_____________。

Answer

（1）BC DE （2）0．420 0．417

（3）在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。

【解析】试题分析：（1）由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后．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）碰前系统的动量即A的动量，则P1=mAvA+mBvB=，

碰后的总动量P2=mAvA+mBvB=（mA+mB）v2=；

由实验数据可知：小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒。