答案:(1)碰撞发生在x=60 cm处 (2) (3)2∶3
【例2】 如图16-1-2(乙)所示,某同学设计了一个用打点计时器探索碰撞中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动.他设计的具体装置如图所示.在小车A后面连着纸带,电磁打点计时器的电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
(甲)
(乙)
图16-1-2
(1)若已得到打点纸带如图16-1-2(甲)所示,并将测得的各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点.则应选段计算A碰前的速度,应选段计算A和B碰后的共同速度.(填"AB"或"BC"、"CD"或"DE")
(2)已测得小车A的质量m1=0.40 kg,小车B的质量m2=0.20 kg,由以上测量结果可得:碰前m1v1为______________kg·m/s,碰后(m1+m2)v为_______________kg·m/s.
(3)通过以上实验及计算结果,你能得出什么结论?
思路解析:(1)应选择小车运动稳定时的纸带来计算速度,故应选BC段计算A碰前的速度,选DE段计算A和B碰后的共同速度.
(2)碰前A的速度,m1v1=0.40×1.05 kg·m/s=0.42 kg·m/s;
碰后A和B的共同速度,(m1+m2)v2=(0.40+0.20)×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s.
(3)通过计算分析,在误差允许的范围内,小车A、B碰撞前后"mv"这一物理量恒定不变.