Question

【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗，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量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，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．

下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，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和彈射架并固定在滑塊1的左端，調節打點計時器的高度，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，已知碰后兩滑塊一起運動；

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，選出較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．

（1）試著完善實驗步驟⑥的內容．

（2）已知打點計時器每隔0．02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用前質量與速度的乘積之和為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質量與速度的乘積之和為________kg·m/s．（保留3位有效數字）

（3）試說明（2）問中兩結果不完全相等的主要原因是____________________．

Answer 1

【答案】（1）接通打點計時器的電源 放開滑塊1

（2）0．620 0．618

（3）紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦

【解析】

試題分析： （1）使用打點計時器時應先接通電源，后放開滑塊1．

（2）作用前滑塊1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，其質量與速度的乘積為0．310×2 kg·m/s＝0．620 kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v＝ m/s＝1．2 m/s，其質量與速度的乘積之和為（0．310＋0．205）×1．2 kg·m/s＝0．618 kg·m/s．

（3）相互作用前后動量減小的主要原因是紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦．