Question

【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”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人壓縮空氣，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。

滑塊1右端安有撞針，滑塊2左端粘有橡皮泥。

（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越過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1帶動紙帶一起運動，與滑塊2相撞并合在一起共同運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如下圖所示：

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；試完善實驗步驟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（保留三位有效數字）。

（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】（1）接通打點計時器的電源；放開紙帶；

（2）0．620；0．618；（3）紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用

【解析】

試題分析：（1）使用打點計時器時，先接通電源后放紙帶，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：P1＝m1v1＝0．310×＝0．620kgm/s，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．