Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)如圖甲：
（1）將下列實(shí)驗(yàn)步驟正確排序
A．用天平測(cè)出小車A．B的質(zhì)量m₁．m₂
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源相連，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車A的后面
C．取下紙帶，通過(guò)紙帶測(cè)出它們碰撞前后的速度
D．接通電源，推動(dòng)小車A使之勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合一體，并繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)
E．在固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)木板一端下面墊上小木片用以平衡摩擦力，使小車A能帶動(dòng)紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)
正確排序是

A

．

B

．

E

．

D

．

C

．
（2）若已得到打點(diǎn)紙帶，并將測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在下面（如圖乙），A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選

BC

段來(lái)計(jì)算A車的碰前速度，應(yīng)選

DE

段來(lái)計(jì)算A車和B車碰后的共同速度．（以上兩空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）
（3）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m₁=0.40kg，小車B的質(zhì)量m₂=0.20kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得，碰前總動(dòng)量=

0.420

kg?m/s；碰后總動(dòng)量=

0.417

kg?m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）按照先測(cè)量質(zhì)量再安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，安裝實(shí)驗(yàn)器材后再平衡摩擦力，之后通過(guò)碰撞前后的紙帶分別測(cè)量出碰撞前后物體的速度，從而求出碰撞前后的動(dòng)量，最后驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量是否相同．
（2）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)小車在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移．
（3）利用在物體某一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移與所用時(shí)間的比值求出物體在該段時(shí)間內(nèi)的速度，再利用物體的質(zhì)量與物體速度的乘積求出物體的動(dòng)量．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)的正確順序?yàn)锳、B、E、D、C．
（2）在碰撞前小車A勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，故相鄰點(diǎn)之間的距離相同．而AB之間的距離并不相同，故應(yīng)選BC段計(jì)算碰撞之前的速度．而CD段相鄰兩點(diǎn)之間的距離也不相同，故應(yīng)該選DE段計(jì)算碰撞后的速度．
（3）碰撞之前的動(dòng)量P₁=m₁v₁=m₁×

xBC

5T

=0.40×

0.105

5×0.02

=0.40×1.05=0.420kgm/s
碰撞后的動(dòng)量P₂=（m1+m2）v2=（m1+m2）×

xDE

5T

=0.60×

0.695

5×0.02

=0.417kgm/s
故答案為（1）A、B、E、D、C．
（2）BC；DE．
（3）0.420；0.417．

點(diǎn)評(píng)：只有熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，理解實(shí)驗(yàn)原理才能順利解決此類題目．