Question

某同學設計了一個打點計時器驗證動量守恒定律的實驗．在小車A的前端和小車B的后端貼有粘扣，在木板的右端固定打點計時器，小車A后連一長紙帶，木板下墊有小木塊，用來平衡摩擦力．反復移動小木塊位置，直到小車的木板上向下運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)．現(xiàn)使小車A、B分別靜止在木板的右端和中間，如圖（a）所示，給小車A一個瞬時沖量，使小車A與靜止的小車B相碰粘合成一體，并繼續(xù)作勻速直線運動．已知打點計時器電源頻率為50Hz，若得到一條打點紙帶且計數(shù)點之間的間隔如圖（b）所示，A點為運動起點，則應選

BC

段來計算小車A碰撞前的速度，應選

DE

段來計算兩車碰撞后的速度．若測得小車A的質量m_A=0.4㎏，小車B的質量m_B=0.2㎏，由以上數(shù)據(jù)可得小車A、B碰撞前的總動量為

0.420

㎏?m/s；碰撞后的總動量為

0.417

㎏?m/s；得到的結論是

在誤差允許的范圍內系統(tǒng)動量守恒

．（計算結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：通過相同時間內的位移知，AB段表示小車A處于加速階段，BC小車A處于勻速運動，CD表示小車A與小車B處于碰撞緩沖階段，DE表示小車A、B碰后一起做勻速直線運動．根據(jù)動量的表達式分別求出碰撞前的總動量和碰撞后的總動量，進行比較得出結論．

解答：解：從紙帶上的點跡和數(shù)據(jù)看到，AB段表示小車A處于加速階段，BC小車A處于勻速運動，CD表示小車A與小車B處于碰撞緩沖階段，DE表示小車A、B碰后一起做勻速直線運動，故選BC
計算小車A碰撞前的速度，vA0=

10.50×10-2

0.1

m/s=1.05m/s，碰撞前的總動量P₁=m_Av_A0=0.420kg?m/s，選DE段計算兩車碰撞后的速度，v共=

6.95×10-2

0.1

m/s=0.695m/s，碰撞后的總動量P_共=（m_A+m_B）v_共=0.417kg?m/s，在誤差允許的范圍內系統(tǒng)動量守恒．
故答案為：BC，DE，0.420，0.417，在誤差允許的范圍內系統(tǒng)動量守恒．

點評：解決本題的關鍵通過紙帶上點跡間的距離判斷出運動情況，運用動量的表達式判斷動量是否守恒．