题目内容
【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”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,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图(b)所示,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越过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,选出较理想的纸带如下图所示:
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为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0.02 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_______kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为________kg·m/s(保留三位有效数字)。
(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是______________________
【答案】 接通打点计时器的电源; 放开滑块1; 0.620; 0.618; 纸带与打点计时器的限位有摩擦;
【解析】:(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发生碰撞后跟滑块2一起做匀速运动,根据纸带的数据得:碰前的速度打出5个点的位移为20.0cm=0.20m;用时0.1s,碰后打7个点的位移为16.8cm=0.168m,用时0.14s;碰撞前滑块1的动量为: ,滑块2的动量为零,所以碰撞前的总动量为,碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为: ,(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器的限位有摩擦.