考试
2021-08-01 00:00:12

某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验,在

题目描述

【题目】某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验,在小车A的前端粘有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线运动,然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动,如图甲所示.在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50 Hz.

(1)若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间的距离.则应选图中________段来计算A碰前的速度,应选________段来计算A和B碰后的速度.

(2)已测得小车A的质量mA=0.40 kg,小车B的质量mB=0.20 kg,则由以上结果可得碰前mAvA+mBvB=________kg·m/s,碰后mAv′A+mBv′B=________kg·m/s.

(3)从实验数据的处理结果来看,A、B碰撞的过程中,可能哪个物理量是不变的? _______________________.

答案解析

(1)[1][2].因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动,且碰后A与B黏在一起,其共同速度比A原来的速度小.所以,应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A碰前的速度,选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度.(2)[3][4].由题图可知,碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为:vA=m/s=1.05 m/s,v′A=v′B=m/s=0.695 m/s.故碰撞前:mAvA+mBvB=0.40×1.05 kg·m/s+0.20×0 kg·m/s=0.420 kg·m/s.碰撞后:mAv′A+mBv′B=(mA+mB)v′A=(0.40+0.20)×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s.(3)[4].数据处理表明,mAvA+mBvB≈mAv′A+mBv′B,即在实验误差允许的范围内,A、B碰撞前后物理量mv之和是不变的.

(1)BC;    DE;    (2)0.420;    0.417;    (3)mv之和

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