问题
问答题
某同学设计了一个用打点计时器研究“动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图(a)所示,在小车A后连着纸带.
①长木板右端下面垫放一小木片的原因是______;
②若已测得打点纸带如图(b)所示,A为运动的起点,各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE,用天平测得A、B两车的质量分别为mA、mB.,则需验证的表达式为:______.
答案
(1)长木板右端下面垫放一小木片是为了平衡摩擦力,让重力沿斜面的分量平衡滑块与木板间的摩擦力;
(2)由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后.
推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;
碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度.
碰前系统的动量即A的动量,则P1=mAvA=mABC 3T
碰后的总动量P2=(mA+mB)v共=(mA+mB)DE 3T
所以则需验证的表达式为:mA
=(mA+mB)BC 3T DE 3T
即mA?BC=(mA+mB)?DE
故答案为(1)平衡摩擦力;(2)mA?BC=(mA+mB)?DE