Question

【題目】利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間．
實驗測得滑塊A質(zhì)量m1=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為f=50Hz．將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為△tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示．
若實驗允許的相對誤差絕對值（| |×100%）最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程．

Answer 1

【答案】解：打點計時器的打點時間間隔t= = =0.02s，

由圖（b）所示紙帶可知，碰撞前A的速度：vA= = =2m/s，

碰撞后A的速度vA′= =0.97m/s，

碰撞后B的速度：vB′= = ≈2.86m/s，

碰撞前后系統(tǒng)總動量分別為：

p=m1vA=0.31×2=0.62kgm/s，

p′=m1vA′+m2vB′=0.31×0.97+0.108×2.86≈0.61kgm/s，

絕對誤差：| |×100%=| |×100%≈1.6%＜5%，

由此可知，在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律．

答：在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律，證明過程如上所述．

【解析】根據(jù)圖示紙帶求出滑塊的速度，然后求出碰撞前后的動量，根據(jù)題目要求判斷動量是否守恒．