Question

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖（b）所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)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(shí)驗(yàn)的主要步驟：

①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器越過(guò)彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；

④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑥先 ，然后 ，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，與滑塊2相撞并合在一起共同運(yùn)動(dòng)；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如下圖所示：

⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g；試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0．02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m／s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m／s（保留三位有效數(shù)字）。

（3）試說(shuō)明（2）問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是 。

Answer 1

【答案】（1）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源；放開(kāi)紙帶；

（2）0．620；0．618；（3）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用

【解析】

試題分析：（1）使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，先接通電源后放紙帶，所以先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后放開(kāi)滑塊1；

（2）放開(kāi)滑塊1后，滑塊1做勻速運(yùn)動(dòng)，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得：

碰撞前滑塊1的動(dòng)量為：P1＝m1v1＝0．310×＝0．620kgm/s，滑塊2的動(dòng)量為零，所以碰撞前的總動(dòng)量為0．620kgm/s；碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動(dòng)量為：（m1+m2）v2＝（0．310+0．205）×

＝0．618kgm/s

（3）結(jié)果不完全相等是因?yàn)榧垘�與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用．