Question

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實(shí)驗。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，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)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，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。則：

（1）下面是實(shí)驗的主要步驟：

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)計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終與導(dǎo)軌在水平方向上；

④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的彈簧片；

⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑥先接通打點(diǎn)計時器的電源，然后放開滑塊1，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖所示；

⑧測得滑塊1的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g。

（2）由于打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一個點(diǎn)，那么，兩滑塊相互作用以前滑塊1的速度v＝_____m/s。系統(tǒng)的總動量為_____kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為_____kgm/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）試說明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_____。

Answer 1

【答案】2.00 0.620 0.618 紙帶與限位孔的阻力

【解析】

（2）滑塊1是向右運(yùn)動再與滑塊2碰撞粘在一起的，所以粘前速度較大，那么碰撞前的速度v=20.0×10-2/（5×0.02）m/s=2.00m/s；系統(tǒng)的總動量為p＝m1v＝0.620kg m/s；與滑塊2碰撞后粘在一起速度v′=16.8×10-2/（7×0.02）m/s=1.20m/s，總動量為p′＝（m1+m2）v′＝0.618kg m/s。

（3）綜合考慮各種因素，結(jié)合實(shí)驗裝置造成兩個數(shù)據(jù)不相等的原因在于紙帶與限位孔的阻力。