题目内容
【题目】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,滑块对导轨的压力近似为零,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组验证动量守恒定律的实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:(滑块A、B的质量mA、mB已经给出且不相等)
①调整气垫导轨,使导轨处于水平。
②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。
③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。
④给导轨送气,气流稳定后,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挡板时自动停止计时,从记时器上记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)利用已经给的量和上述测量的实验数据,写出验证动量守恒定律的表达式___________________。
(2)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________________。
【答案】
【解析】
(1)[1]滑块A、B在弹簧被释放时满足动量守恒定律,得
滑块被弹开后做匀速直线运动,则
,
得
(2)[2]滑块A、B在弹簧被释放时,弹簧的弹性势能转化为两滑块的动能,则根据能量守恒可得
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