Question

【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗,氣墊導軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔,向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩定地漂浮在導軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。

下面是實驗的主要步驟:

①安裝好氣墊導軌,調節氣墊導軌的調節旋鈕,使導軌水平;

②向氣墊導軌通入壓縮空氣;

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側,將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端,調節打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;

⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間,已知碰后兩滑塊一起運動;

⑥先__________,然后________,讓滑塊帶動紙帶一起運動;

⑦取下紙帶,重復步驟④⑤⑥,選出較理想的紙帶如圖乙所示;

⑧測得滑塊1(包括撞針)的質量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205g。

(1)試著完善實驗步驟⑥的內容。

(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點,計算可知兩滑塊相互作用前質量與速度的乘積之和為__kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質量與速度的乘積之和為__kg·m/s(保留3位有效數字)。

(3)試說明(2)問中兩結果不完全相等的主要原因是_____________。

Answer 1

【答案】 接通打點計時器的電源 放開滑塊1 0.620 0.618 紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦

【解析】（1）使用打點計時器時，先接通電源后釋放紙帶，所以先接通打點計時器的電源，后放開滑塊1；
（2）放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發生碰撞后跟2一起做勻速運動，根據紙帶的數據得：碰撞前滑塊1的動量為： ，滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620kgm/s
碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動量為：(m1+m2)v2＝(0.310+0.205)×

=0.618kgm/s
（3）結果不完全相等是因為紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用．