题目内容

2．气垫导轨是常用的一种实验仪器，开动气泵后滑块悬浮在导轨上，滑块的运动可视为没有摩擦．现用带光电门C和D的气垫导轨以及滑块A和B来做“寻找碰撞中的守恒量”的实验，步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA（含遮光板）、mB（含自动锁定装置）
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c．将A、B静止放置在气垫导轨上（如图）．
d．给A一定的初速度，AB碰后锁定连在一起运动
e．记下滑块A及AB连接体分别通过光电C和D的时间t1、t2
下面为三种猜想．请你用实验测量量写出待验证的最简等式：
猜想一：系统的合速度为守恒量，待验证等式：t1=t2；
猪想二：系统的总动量为守恒量，待验证等式：$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$；
猜想三：系统的总动能为守恒量，待验证等式：$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$．

分析 根据经过光电门的时间可求得物体在经过光电门时的速度；再根据动量守恒和动能守恒的假设进行列式化简即可．

解答 解：要验证速度为守恒量，应测出碰撞前后的速度；则根据光电门规律可知，碰前速度v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$；碰后速度为：$\frac{d}{{t}_{2}}$；只需验证：$\frac{d}{{t}_{1}}$=$\frac{d}{{t}_{2}}$即t1=t2；即可；
要验证动量守恒，则应为：m1v1=（m1+m2）v2；即：$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$；
要验证总动能守恒；则就为：$\frac{1}{2}$m1v12=$\frac{1}{2}$（m1+m2）v22；即：$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$；
故答$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$；
案为：t1=t2
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}}$
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$

点评 本题要注意光电门的宽度没有告诉，但是两边可以消去，故不需要在公式中表现出光电门的宽度来．

练习册系列答案
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（1）金属棒达到的稳定速度v及此时棒ab两端的电势差；
（2）若金属棒在导轨上速度达到10m/s时，突然撤去F，此后金属棒还能向上滑行，当上升高度h=0.5m时，时速度减为0，求从撤去F到棒ab速度减为0的过程中，金属棒ab产生的焦耳热．
13．一列简谐波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为10m/s，则（　　）
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17．关于下列四幅图说法正确的是（　　）
A．
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B．
发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
C．
根据玻尔理论，氢原子的轨道半径是任意的
D．
光电效应实验说明光具有粒子性
7．一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为80m/s，波源的振动图象如图所示，则这列波的波长和频率分别为（　　）
A．800m，10HzB．8m，10HzC．8m，1HzD．8m，20Hz
14．真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力大小为F．若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减小为原来的$\frac{1}{2}$，它们之间的相互作用力大小变为（　　）
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