气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量,实验

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-11-22 08:15:21 高中物理

气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。采用的实验步骤如下:

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a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;

c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;

d.用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1;

e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

①实验中还应测量的物理量及其符号是________________________________。

②作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________;作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为_____________________。

③作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等,产生误差的原因有⑴______________________,⑵________________________(至少答出两点)。

【答案】

B的右端至挡板D的距离L2 0 1 ⑴L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差; ⑵没有考虑弹簧推动滑块的加速过程 ⑶滑块并不是做标准的匀速直线运动,滑块与导轨间有少许摩擦力; ⑷气垫导轨不完全水平

【解析】

(1)因系统水平方向动量守恒,即:mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有: 12,即为3,所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2.

(2)作用前两滑块均保持静止,故A、B两滑块质量与速度乘积之和为0;作用后,根据(1)中表达式可知,A、B两滑块质量与速度乘积之和为4

(3)由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是5.产生误差的原因是测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差;气垫导轨不水平;滑块与气垫导轨间有摩擦等.

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