题目内容
（2011?兴宁区模拟）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来验证动量守恒定律，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：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
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L1．
e．按下电钮放开卡销，同时使记录滑块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
B的右端至D板的距离L2
B的右端至D板的距离L2
．（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
mA
-mB
=0
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
mA
-mB
=0
．| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？
能
能
．如能，请写出表达式EP=
mA
+
mB
| 1 |
| 2 |
| L12 |
| t12 |
| 1 |
| 2 |
| L22 |
| t22 |
EP=
mA
+
mB
．| 1 |
| 2 |
| L12 |
| t12 |
| 1 |
| 2 |
| L22 |
| t22 |
分析：（1）要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测位移；
（2）利用vA=
，VB=
，即可将mAvA-mBVB=0，转化为mA
-mB
=0．
（3）根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能即Ep=
mAVA2+
mB vB2，利用位移求出vA和vB．
（2）利用vA=
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
（3）根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能即Ep=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解答：解：（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=
，即mA
-mB
=0．
所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．
（2）由（1）分析可知验证动量守恒定律的表达式是mA
-mB
=0．
（3）根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=
mAVA2+
mB vB2，
将vA=
，VB=
代入上式得EP=
mA
+
mB
．
故本题的答案为：（1）B的右端至D板的距离L2．
（2）mA
-mB
=0．
（3）能测出被压缩弹簧的弹性势能，EP=
mA
+
mB
．
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．
（2）由（1）分析可知验证动量守恒定律的表达式是mA
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
（3）根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
将vA=
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
| 1 |
| 2 |
| L12 |
| t12 |
| 1 |
| 2 |
| L22 |
| t22 |
故本题的答案为：（1）B的右端至D板的距离L2．
（2）mA
| L1 |
| t1 |
| L2 |
| t2 |
（3）能测出被压缩弹簧的弹性势能，EP=
| 1 |
| 2 |
| L12 |
| t12 |
| 1 |
| 2 |
| L22 |
| t22 |
点评：利用位移或位移与时间的比值表示物体的速度是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握．
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