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．氣墊導軌裝置如圖甲所示，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(shù)量的小孔，導軌空腔內不斷通入的壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)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(jié)氣墊導軌的調節(jié)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，調節(jié)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(包括撞針)的質量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205 g.

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，計算結果保留三位有效數(shù)字．

計算碰撞前m1v1＋m2v2=________kg·m/s；

碰撞后=________kg·m/s.

計算碰撞前=________kg·m2/s2；

碰撞后=________kg·m2/s2.

計算碰撞前=________m/(s·kg)；

碰撞后=________m/(s·kg)．

（3）通過以上計算可知，碰撞中的不變量應是________________________________________________________________________

（4）試說明（2）中兩結果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 接通打點計時器的電源 放開滑塊1 0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72 滑塊1、2碰撞前后的質量與速度乘積的矢量和 紙帶與打點計時器限位孔有摩擦

【解析】（1）實驗時應先接通打點計時器的電源，再放開滑塊1.

（2）碰撞前滑塊1的速度

碰撞前滑塊2的速度

碰撞后兩滑塊具有相同的速度

=6.45m/(s·kg)

=9.72m/(s·kg)．

（3）通過以上計算可知，碰撞中的不變量應是滑塊1、2碰撞前后的質量與速度乘積的矢量和．

（4）計算結果不完全相等的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔有摩擦．