Question

【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（a）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，向导轨空腔内不断通人压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图（b）所示，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。

滑块1右端安有撞针，滑块2左端粘有橡皮泥。

（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越过弹射架并固定在滑块1的左端，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1带动纸带一起运动，与滑块2相撞并合在一起共同运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如下图所示：

⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g；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，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kg·m／s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kg·m／s（保留三位有效数字）。

（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是 。

Answer 1

【答案】（1）接通打点计时器的电源；放开纸带；

（2）0．620；0．618；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用

【解析】

试题分析：（1）使用打点计时器时，先接通电源后放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；

（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：

碰撞前滑块1的动量为：P1＝m1v1＝0．310×＝0．620kgm/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0．620kgm/s；碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：（m1+m2）v2＝（0．310+0．205）×

＝0．618kgm/s

（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．