Question

【題目】某同學利用電火花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.在氣墊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.

(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把電火花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與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乙所示；

⑧測得滑塊1的質量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205 g.

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.

通過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

【答案】 (1)接通打點計時器的電源， 釋放滑塊1； 0.620 kg·m/s 0.618 kg·m/s 紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用

【解析】(1)先接通打點計時器的電源，后釋放滑塊1；

(2)放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發生碰撞后跟滑塊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×kg·m/s＝0.620 kg·m/s，滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620 kg·m/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)× kg·m/s＝0.618 kg·m/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.