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AB的质量mAmB已经给出且不相等)

①调整气垫导轨,使导轨处于水平。

②在AB间放入一个被压缩的轻弹黄,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L1B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AB运动时间的计时器开始工作。当AB滑块分别碰撞CD挡板时自动停止计时,从记时器上记下 AB分别到达CD的运动时间t1t2

(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_________

(3)该实验装置中由于弹簧的质量不能忽略,会对实验准确度造成影响。下列哪种方式可以减小这种影响? ___

A.将弹簧与AB滑块都粘连在一起

B.将弹簧与AB中质量较大的粘连在一起

C.将弹簧与AB中质量较小的粘连在一起

D.将弹簧与AB滑块都不粘连在一起

【答案】 B

【解析】1因系统水平方向动量守恒即:mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有:vA=vB=,带入得:mA-mB=0
2)根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=mAvA2+mBvB2,将vAvB代入上式得:EP=mA2+mA2,可以测出弹簧的弹性势能;
4)如果弹簧质量不能忽略,则在两物体分开后,弹簧存在动量,产生较大的误差;为了减小弹簧中损失的动量,可以将弹簧与质量较大的物体相连接;故B正确,ACD错误.故选B

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