Question

【題目】某興趣小組設計了一個尋求碰撞前后不變量的實驗。實驗器材有：打點計時器、低壓交流電源(f＝50 Hz)、紙帶、刻度尺、表面光滑的平直金屬軌道、帶撞針的小車甲、帶橡皮泥的小車乙、天平。

該小組實驗的主要步驟有：

A．用天平測出甲的質量m1＝0.50 kg，乙的質量m2＝0.25 kg

B．更換紙帶重復操作三次

C．接通電源，并給甲車一定的初速度v甲

D．將平直軌道放在水平桌面上，在其一端固定打點計時器，連接電源

E．將小車甲靠近打點計時器放置，在車后固定紙帶，將小車乙靜止地放在平直軌道中間位置

(1)上述實驗步驟合理的順序為________。

(2)從打下的紙帶中，選取比較理想的一條，如下圖所示，請補充完成下表__________(均保留兩位有效數字)。

(3)根據以上數據尋找出碰撞前后不變量的表達式為______________。

Answer 1

【答案】 ADECB m甲v甲＋m乙v乙＝(m甲＋m乙)v共或m甲v甲＝(m甲＋m乙)v共

【解析】(1)先進行實驗準備測物體質量A，放置軌道D、擺放物體E，然后進行實驗C，重復實驗B，所以合理順序為ADECB。

(2)AC段是碰撞前甲車的運動，打點時間間距為0.02 s，所以v甲＝3 m/s，，mv＝1.5，mv2＝4.5；FH段是碰撞后甲、乙整體的運動情況，所以，，mv＝1.5，mv2＝3.0。將以上數據寫入表格，如下表所示：

(3)通過數據分析，可得不變量的表達式為m甲v甲＝(m甲＋m乙)v共或m甲v甲＋m乙v乙＝(m甲＋m乙)v共。