Question

利用气垫导轨和频闪照相“验证动量守恒定律”。如图所示，已知A滑块的质量为1 kg，B滑块的质量为为1.5 kg，频闪照相的时间间隔为0.4 s，拍摄共进行了四次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。A滑块原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动的(以滑块上的箭头位置为准)，根据闪光照片分析得出：

（1）两滑块发生碰撞的位置在________cm刻度处。

（2）第1次拍摄后，再经过________s的时间，两滑块发生了碰撞。

（3）碰撞前，B滑块的速度为________ m/s；碰撞后，A滑块的速度为________ m/s，B滑块的速度为________ m/s。（结果保留两位小数）

（4）碰撞前两个滑块组成的系统的动量是________kg·m/s；碰撞后两个滑块组成的系统的动量是________kg·m/s。

Answer

30 0.2 1.00 0.75 0.50 1.5 1.5

【解析】

（1）[1]因为A滑块开始处于静止状态，故根据图像可知两滑块发生碰撞的位置在30cm刻度处；

（2）[2]闪光时间间隔为0.4s，由图可知碰后A滑块从45cm刻度处运动到75cm刻度处，运动速度为：

从发生碰撞到第二次拍摄，A滑块从30cm刻度处运动到45cm刻度处，运动的时间为：

所以可知从第一次拍摄到发生碰撞的时间为：

（3）[3]从第一次拍摄到发生碰撞，B滑块从10cm运动到了30cm，由（2）的分析可知碰前A滑块的速度为：

[4]由（2）的分析可知碰后A滑块的速度为0.75m/s；

[5]闪光时间间隔为0.4s，由图可知碰撞后B滑块在一个闪光时间间隔内从40cm刻度处运动到60cm刻度处，即碰后B滑块的速度为：

（4）[6]碰前两滑块的总动量为：

[7]碰后两滑块的总动量为：