Question

（2011?宜興市模擬）某同學設計了一個用打點計時器研究“動量守恒定律”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設計的具體裝置如圖（a）所示，在小車A后連著紙帶．
①長木板右端下面墊放一小木片的原因是

平衡摩擦力

；

②若已測得打點紙帶如圖（b）所示，A為運動的起點，各計數(shù)點間距分別記為AB、BC、CD和DE，用天平測得A、B兩車的質量分別為m_A、m_B．，則需驗證的表達式為：

m_A?BC=（m_A+m_B）?DE

．

Answer 1

分析：長木板右端下面墊放一小木片是為了平衡摩擦力；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BC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后，在勻速運動時在相同的時間內通過的位移相同，所以BC應為碰撞之前勻速運動階段，DE應為碰撞之后勻速運動階段．物體發(fā)生的位移與發(fā)生這些位移所用時間的比值等于勻速運動的物體在該段時間內的速度．P=mv=m

x

t

解答：解：（1）長木板右端下面墊放一小木片是為了平衡摩擦力，讓重力沿斜面的分量平衡滑塊與木板間的摩擦力；
（2）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(tǒng)的動量即A的動量，則P₁=m_Av_A=m_A

BC

3T

碰后的總動量P₂=（m_A+m_B）v_共=（m_A+m_B）

DE

3T

所以則需驗證的表達式為：m_A

BC

3T

=（m_A+m_B）

DE

3T

即m_A?BC=（m_A+m_B）?DE
故答案為（1）平衡摩擦力；（2）m_A?BC=（m_A+m_B）?DE

點評：根據碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前1獨自運動的速度，確定AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后，是解決本題的突破口．