题目内容
15.气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图2为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为0.2abx1、0.2abx3,两滑块的总动量大小为0.2ab(x1-x3);碰撞后两滑块的总动量大小为0.4abs2.重复上述实验,多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.分析 本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在 气垫导轨上碰撞,用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度,计算前后的动量,多次重复,在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.
解答 解:由图乙结合实际情况可以看出,s1和s3是两物体相碰前打出的纸带,s2是相碰后打出的纸带.所以碰撞前物体的速度分别为:
v1=$\frac{{x}_{1}}{t}$=$\frac{{x}_{1}}{5T}$=0.2x1b
v2=$\frac{{x}_{3}}{t}$=0.2x3b
碰撞后两物体共同速度:
v=$\frac{{x}_{2}}{t}$=0.2x2b
所以碰前两物体动量分别为:p1=mv1=0.2abx1,p2=mv2=0.2abx3,总动量为:p=p1-p2=0.2ab(x1-x3);碰后总动量为:p′=2mv=0.4abx2.
故答案为:0.2abx1 0.2abx3 0.2ab(x1-x3) 0.4abx2.
点评 本题考查了关于动量守恒的基础知识,要注意气垫导轨要水平才能满足动量守恒,明确利用纸带求解速度的基本方法.
练习册系列答案
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3.在平直公路上行使的汽车中,某人从车窗相对于车静止释放一个小球,不计空气阻力,用固定在路边的照相机对汽车进行照相,照相机闪了两次闪光,得到清晰的两张照片,对照片进行分析,知道如下信息:1.两次闪光的时间间隔为0.5s;2.第一次闪光时,小球刚释放;第二次闪光时,小球刚落地;3.两次闪光的时间间隔内,汽车前进了6m;4.两次闪光的时间间隔内,小球运动的位移是6m,由此可以确定( )
A. | 小球释放点离地的高度 | |
B. | 第一次闪光时小车的速度 | |
C. | 汽车做匀速直线运动 | |
D. | 两次闪光的时间间隔内,汽车的平均速度 |
7.如图所示是某质点运动的速度图象,由图象得到的正确结果有( )
A. | 0~1s内的加速度是2m/s2 | |
B. | 1~2s内的位移大小是2m | |
C. | 0~1s内的加速度大于2~4s内的加速度 | |
D. | 0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反 |