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:长木板下垫着小木块,用来平衡摩擦力,反复移动小木块位置,直到小车在木板上运动时可保持匀速运动为止.在小车A的前端粘有橡皮泥,轻轻推小车A一小段距离后松手,小车A将在长木板上运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰后粘合成一体,并继续运动.他设计的具体装置如图甲,在小车A后边连着纸带,纸带穿过打点打时器,电源频率为50Hz.
(1)图乙为打点计时器在纸带上打出的点,现用一直尺放于其旁对其进行测量,从图中可以判断,两车相碰发生位置可能对应直尺的刻度为
B
B

A.4.5cm处              B.5.5cm处
C.6.5cm处              D.7.5cm处
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.50kg,由以上测量结果可得,碰前总动量为
0.20
0.20
kg•m/s,碰后总动量为
0.18
0.18
kg•m/s.(结果保留两位有效数字)
分析:通过相同时间内的位移知,0-2段表示小车A处于加速阶段,2-5小车A处于匀速运动,5-7表示小车A与小车B处于碰撞缓冲阶段,7-9表示小车A、B碰后一起做匀速直线运动.根据动量的表达式分别求出碰撞前的总动量和碰撞后的总动量,进行比较得出结论.
解答:解:(1)结合纸带数据进行分析知,AB相碰发生在5cm-6cm之间,所以选B
(2)计算小车碰撞前的速度:vA=
0.01
0.02
=0.5m/s
则碰前的动量为:p=mv=0.20kg•m/s
碰后AB一起运动的速度:v′=
0.004
0.02
=0.02m/s
p=(m1+m2)v′=0.18kg•m/s
故答案为:(1)B;(2)0.20,0.18.
点评:解决本题的关键通过纸带上点迹间的距离判断出运动情况,运用动量的公式计算动量.
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