Question

【題目】利用圖（a）所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器（未完全畫(huà)出）可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間．
實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A質(zhì)量m1=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電的頻率為f=50Hz．將光電門(mén)固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為△tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示．
若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值（| |×100%）最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫(xiě)出運(yùn)算過(guò)程．

Answer 1

【答案】解：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔t= = =0.02s，

由圖（b）所示紙帶可知，碰撞前A的速度：vA= = =2m/s，

碰撞后A的速度vA′= =0.97m/s，

碰撞后B的速度：vB′= = ≈2.86m/s，

碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)量分別為：

p=m1vA=0.31×2=0.62kgm/s，

p′=m1vA′+m2vB′=0.31×0.97+0.108×2.86≈0.61kgm/s，

絕對(duì)誤差：| |×100%=| |×100%≈1.6%＜5%，

由此可知，在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律．

答：在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律，證明過(guò)程如上所述．

【解析】根據(jù)圖示紙帶求出滑塊的速度，然后求出碰撞前后的動(dòng)量，根據(jù)題目要求判斷動(dòng)量是否守恒．