某同学设计了一个打点计时器验证动量守恒定律的实验．在小车A的前端和小车B的后端贴有粘扣，在木板的右端固定打点计时器，小车A后连一长纸带，木板下垫有小木块，用来平

题文

某同学设计了一个打点计时器验证动量守恒定律的实验．在小车A的前端和小车B的后端贴有粘扣，在木板的右端固定打点计时器，小车A后连一长纸带，木板下垫有小木块，用来平衡摩擦力．反复移动小木块位置，直到小车的木板上向下运动时可以保持匀速直线运动状态．现使小车A、B分别静止在木板的右端和中间，如图（a）所示，给小车A一个瞬时冲量，使小车A与静止的小车B相碰粘合成一体，并继续作匀速直线运动．已知打点计时器电源频率为50Hz，若得到一条打点纸带且计数点之间的间隔如图（b）所示，A点为运动起点，则应选______段来计算小车A碰撞前的速度，应选______段来计算两车碰撞后的速度．若测得小车A的质量mA=0.4㎏，小车B的质量mB=0.2㎏，由以上数据可得小车A、B碰撞前的总动量为______㎏•m/s；碰撞后的总动量为______㎏•m/s；得到的结论是______．（计算结果保留三位有效数字）

题型：未知 难度：其他题型

答案

从纸带上的点迹和数据看到，AB段表示小车A处于加速阶段，BC小车A处于匀速运动，CD表示小车A与小车B处于碰撞缓冲阶段，DE表示小车A、B碰后一起做匀速直线运动，故选BC计算小车A碰撞前的速度，vA0=10.50×10-20.1m/s=1.05m/s，碰撞前的总动量P1=mAvA0=0.420kg•m/s，选DE段计算两车碰撞后的速度，v共=6.95×10-20.1m/s=0.695m/s，碰撞后的总动量P共=（mA+mB）v共=0.417kg•m/s，在误差允许的范围内系统动量守恒．故答案为：BC，DE，0.420，0.417，在误差允许的范围内系统动量守恒．

解析

10.50×10-20.1

考点

据考高分专家说，试题“某同学设计了一个打点计时器验证动量守恒定.....”主要考查你对 [实验：验证动量守恒定律 ]考点的理解。

实验：验证动量守恒定律

实验目的： 研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。 实验原理： 一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1'和s2'，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1'+m2s2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。 实验器材： 碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。 实验步骤： 1、用天平测出两个小球的质量m1、m2。 2、安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。 3、在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。 4、在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 5、先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。 6、把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。 7、再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。 8、过O、N作一直线，取OO'=2r（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。 9、用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。 10、分别算出m1·与m1·+m2·的值，看m1·与m1·+m2·9、用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。 10、分别算出m1·与m1·+m2·的值，看m1·与m1·+m2·在实验误差允许的范围内是否相等。 注意事项： 1、应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。 2、要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。 3、每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着挡板，然后释放小球。4、白纸铺好后不能移动。