Question

（12分）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（a）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會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，如圖 (b)所示，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。

   

（1）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這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；

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，選出理想的紙帶如圖（b）所示；

⑧測得滑塊1（包括撞針）的質量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質量為205g．試完善實驗步驟⑥的內容。

（2）已知打點計時器每隔0．02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為__________kg?m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為___________kg?m/s（保留三位有效數字）。

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

Answer 1

（1）接通打點計時器的電源（2分），放開滑塊1（2分）；（2）0．620（2分）， 0.618（2分）；（3）紙帶與打點計時器限位孔有摩擦（4分）

解析：

作用前系統的總動量為滑塊1的動量p₀=m₁v₀

v₀=0．2/0．1=2m/s，p₀=0．31×2=0．620kg?m/s

作用后系統的總動量為滑塊1和滑塊2的動量和，且此時兩滑塊具有相同的速度v，v=0.168/0.14=1.2m/s，

p=(m₁+m₂)v=(0.310+0.205)×1.2=0.618 kg?m/s