题目内容

【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先 , 然后 , 让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图(b)所示;
⑧测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.试完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为kgm/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为kgm/s(保留三位有效数字).
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是

【答案】
(1)先接通打点计时器的电源,放开滑块1
(2)0.620,0.618
(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】解:(1)使用打点计时器时,先接通电源后释放纸带,所以先接通打点计时器的电源,后放开滑块1;(2)放开滑块1后,滑块1做匀速运动,跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动,根据纸带的数据得:

碰撞前滑块1的动量为:P1=m1v1=0.310× =0.620kgm/s,滑块2的动量为零,所以碰撞前的总动量为0.620kgm/s

碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为:P2=(m1+m2)v2=(0.310+0.205)× =0.618kgm/s(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用.

所以答案是:(1)先接通打点计时器的电源;放开滑块1;(2)0.620;0.618;(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦

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