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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.用带有刻度尺和感应计时器及竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
A.松开手的同时,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C、D挡板时计时器结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
B.在A、B间水平放入一个轻弹簧,用手压住A、B使弹簧压缩,放置在气垫导轨上,并让它静止在某个位置.并记录A左端,B右端在气垫导轨的刻度.
C.给导轨送气,调整气垫导轨,使导轨处于水平.
D.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是
C、B、D、A
C、B、D、A

(2)实验中还需要的测量仪器是
天平
天平
,还需要测量的物理量是
两个滑块的质量mA、mB
两个滑块的质量mA、mB

(3)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
分析:验证动量守恒,应测出滑块的质量、滑块的位移与运动时间,然后验证动量是否守恒;实验时应先调整气垫导轨水平,把滑块放在合适的位置,测出滑块到两挡板的距离,然后释放滑块,测出滑块到两挡板的运动时间,根据滑块的位移与运动时间求出其速度,求出它们的动量,验证在该过程中动量是否守恒.
解答:解:(1)实验时应先调整气垫导轨水平,把滑块放在合适的位置,测出滑块到两挡板的距离,然后释放滑块,测出滑块到两挡板的运动时间,根据滑块的位移与运动时间求出其速度,求出它们的动量,验证在该过程中动量是否守恒;
因此合理的实验步骤是:C、B、D、A.
(2)实验中需要测量两个滑块的质量mA、mB,因此需要的实验器材还有:天平.
(3)滑块A的速度vA=
L1
t1
,滑块B的速度vB=
L2
t2
,验证动量守恒定律的表达式是:mAvA=mBvB
将速度代入得:mA
L1
t 1
=mB
L2
t2

故答案为:(1)C、B、D、A;(2)天平;两个滑块的质量mA、mB;(3)mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
点评:本题考查了实验步骤、实验器材、实验数据的处理等问题,知道实验目的、理解实验原理是正确解题的关键.
练习册系列答案
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像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.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.
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及形状相同、质量不等的滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图2所示,采用的实验步骤如下:
a.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图3所示.读出滑块的宽度d=
1.015
1.015
cm.
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.按下电钮放开卡销,光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-3s和3.4×10-3s.滑块通过光电门E的速度v1=
2.0
2.0
 m/s,滑块通过光电门F的速度;v2=
3.0
3.0
 m/s(结果保留两位有效数字)
e.关闭电源,停止实验.
(1)完成以上步骤中的填空;
(2)以上步骤中缺少的必要步骤是
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

(3)利用上述测量的物理量,写出验证动量守恒定律的表达式是
则有mAv1+mB(-v2)=0.
则有mAv1+mB(-v2)=0.

(2010?天津模拟)(1)某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,如图所示.测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为
4.946
4.946
mm.
(2)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和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,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:
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C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,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是
B的右端至D板的距离L2
B的右端至D板的距离L2

②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0

③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为
EP=
1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB
L2
t2
2
EP=
1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB
L2
t2
2

(3)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω):
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω:)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ):
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A):
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A):
F.开关、导线若干:
请解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是
D
D
(填代号),应选择的电流表量程是
0~0.6A
0~0.6A
(填量程),应选择的电压表量程是
0~3V
0~3V
(填量程).
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V,内阻r=6Ω,某小灯泡的伏安特性曲线如图所示,将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为
0.375W
0.375W
W.(保留3位有效数字)

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