Question

氣墊導軌 （如圖甲）工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力．為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b．氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動．圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s₁、s₂和s₃．若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為

0.2abs₃

、

0.2abs₁

，兩滑塊的總動量大小為

0.2ab（s₁-s₃）

；碰撞后兩滑塊的總動量大小為

0.4abs₂

．重復上述實驗，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證．

Answer 1

分析：本實驗為了驗證動量守恒定律設置滑塊在 氣墊導軌上碰撞，用打點計時器紙帶的數(shù)據(jù)測量碰前和碰后的速度，計算前后的動量，多次重復，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證．

解答：解：由圖乙結合實際情況可以看出，s₁和s₃是兩物體相碰前打出的紙帶，s₂是相碰后打出的紙帶．所以碰撞前物體的速度分別為：
v₁=

s1

t

=

s1

5T

=0.2s₁b
v₂=

s3

t

=0.2s₃b
碰撞后兩物體共同速度：
v=

s2

t

=0.2s₂b
所以碰前兩物體動量分別為：p₁=mv₁=0.2abs₁，p₂=mv₂=0.2abs₃，總動量p=p₁-p₂=0.2ab（s₁-s₃）；碰后總動量p′=2mv=0.4abs₂．
答案：0.2abs₃　0.2abs₁　0.2ab（s₁-s₃）　0.4abs₂．

點評：考查了關于動量守恒的基礎知識，要注意氣墊導軌要水平才能滿足動量守恒，這是一道基礎實驗題．