Question

【題目】某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車甲的前端粘有橡皮泥，推動小車甲使之做勻速直線運動．然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車繼續做勻速直線運動，他設計的具體裝置如圖1所示．在小車甲后連著紙帶，打點計時器打點頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．

已測得小車甲的質量m甲=0.40kg，小車乙的質量m乙=0.20kg，已得到打點紙帶如圖2所示，并測得各計數點間距并標在圖上，A為運動起始的第一點．由以上測量結果可得，碰前兩小車系統的總動量為______ kgm/s；碰后兩小車系統的總動量為______ kgm/s．（保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】 0.420 0.417

【解析】

本題考查動量守恒實驗的驗證；關鍵在于根據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，確定AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后．

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．

碰前系統的動量即A的動量，則P1=m1v1=m1× =0.40×=0.420kgm/s

碰后的總動量P2=（m1+m2）v2=（m1+m2）=（0.40+0.20）×=0.417kgm/s

故答案為：0.420，0.417．