《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

练1(2024·四川模拟)某同学设计了一个用打点计时器验证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甲所示。在小车$A$后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为$50Hz$。

(1)长木板下垫着小木片的作用是平衡摩擦力。
(2)若已得到打点纸带，并将测得各计数点间距标在下面(如图乙)，$A$为运动起始的第一点，则应选BC段来计算$A$车的碰前速度，应选DE段来计算$A$车和$B$车碰后的共同速度。(以上两空填“$AB$”“$BC$”“$CD$”或“$DE$”)

(3)已测得小车$A$的总质量$m_{1} = 0.60kg$，小车$B$的质量$m_{2} = 0.30kg$，由以上测量结果可得，碰前总动量为0.630$kg·m/s$；碰后总动量为0.626$kg·m/s$(结果保留小数点后$3$位)。

答案： 练1 【答案】
(1)平衡摩擦力
(2)BC DE
(3)0.630 0.626
【解析】
(1)长木板下垫着小木片的作用是平衡摩擦力.
(2)小车A碰前运动稳定时做匀速直线运动,所以选择BC段计算A碰前的速度.
两小车碰后连在一起仍做匀速直线运动,所以选择DE段计算A和B碰后的共同速度.
(3)碰前小车A的速度为$v_{0}=\frac{BC}{t}=\frac{0.1050}{5 × 0.02}m/s=1.050m/s,$则碰前两小车的总动量为$p=m_{1}v_{0}=0.6 × 1.050kg \cdot m/s=0.630kg \cdot m/s.$
碰后两小车的速度为$v=\frac{DE}{t}=\frac{0.0695}{5 × 0.02}m/s=0.695m/s$
则碰后两小车的总动量为$p'=(m_{1}+m_{2})v=(0.6+0.3) × 0.695kg \cdot m/s \approx 0.626kg \cdot m/s.$