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.气垫导轨装置如图甲所示,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,导轨空腔内不断通入的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,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乙所示;
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.
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,计算结果保留三位有效数字.
计算碰撞前m1v1+m2v2=________kg·m/s;
碰撞后=________kg·m/s.
计算碰撞前=________kg·m2/s2;
碰撞后=________kg·m2/s2.
计算碰撞前=________m/(s·kg);
碰撞后=________m/(s·kg).
(3)通过以上计算可知,碰撞中的不变量应是________________________________________________________________________
(4)试说明(2)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 1.24 0.742 6.45 9.72 滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和 纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】(1)实验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块1.
(2)碰撞前滑块1的速度
碰撞前滑块2的速度
碰撞后两滑块具有相同的速度
=6.45m/(s·kg)
=9.72m/(s·kg).
(3)通过以上计算可知,碰撞中的不变量应是滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和.
(4)计算结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦.