Question

【題目】氣墊導軌工作時，可忽略滑塊與導軌表面間的阻力影響，現(xiàn)借助其驗證動量守恒定律，如圖所示，在水平氣墊導軌上放置質量均為m的A、B(圖中未標出)兩滑塊，左側滑塊的左端、右側滑塊的右端分別與一條穿過打點計時器的紙帶相連，打點計時器電源的頻率為f.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，待打點穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動．如圖所示的甲和乙為某次實驗打出的、分別與兩個滑塊相連的兩條紙帶，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)打點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別測出其長度為s1、s2和s3.

(1)若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度，則滑塊__(選填“A”或“B”)是與紙帶甲的___(選填“左”或“右”)端相連．

(2)碰撞前A、B兩滑塊的動量大小分別為___、___，實驗需要驗證是否成立的表達式為__________(用題目所給的已知量表示)．

Answer 1

【答案】A 左 0.2mfs1 0.2mfs3 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2

【解析】

(1)[1][2]因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根據(jù)動量守恒定律可知，圖中s1和s3是兩滑塊相碰前打出的紙帶，s2是相碰后打出的紙帶，所以滑塊A應與甲紙帶的左側相連．

(2)[3][4][5]碰撞前兩滑塊的速度分別為：

v1＝＝＝0.2s1f

v2＝＝0.2s3f

碰撞后兩滑塊的共同速度：

v＝＝0.2s2f

所以碰前兩滑塊動量分別為：

p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3

總動量為：

p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)

碰后總動量為

p′＝2mv＝0.4mfs2

要驗證動量守恒定律，則一定有：

0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2