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来探究碰撞中的不变量,实验装置如练图所示(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m1、m2.
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,静止地放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离S1.
e.按下开关放开卡销,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________.
(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式________成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是________________.
(3)利用上述实验数据能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出表达式._________
【答案】 (1)B的右端至D板的距离L2 (2) 测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差. (3)
【解析】(1)滑块的速度: , ,
如果动量守恒,则:mAvA-mBvB=0
把速度代入得:
由此可知,还要测量的物理量是: B到D的距离L2.
(2)由(1)可知:实验需要验证的表达式为: .
(3)由可知,产生误差的原因是:测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差;气垫导轨不水平;滑块与气垫导轨间有摩擦.
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