Question

（12分）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(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)不斷通入壓縮空氣會(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。

   

（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)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這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使滑塊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___________________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖（b）所示；

⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量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0．02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為__________kg?m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為___________kg?m/s（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

（1）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（2分），放開滑塊1（2分）；（2）0．620（2分）， 0.618（2分）；（3）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦（4分）

解析：

作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量p₀=m₁v₀

v₀=0．2/0．1=2m/s，p₀=0．31×2=0．620kg?m/s

作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1和滑塊2的動(dòng)量和，且此時(shí)兩滑塊具有相同的速度v，v=0.168/0.14=1.2m/s，

p=(m₁+m₂)v=(0.310+0.205)×1.2=0.618 kg?m/s