题目内容
【题目】气垫导轨是常用的一种实验仪器。滑块在气垫导轨上的运动，可视为无摩擦运动。甲同学利用气垫导轨和光电门验证“动量守恒定律”如图1所示，其中滑块A带有撞针和遮光条。步骤如下：
(1)用螺旋测微器，测量遮光条的宽度d，如图2所示，d＝____mm。
(2)用天平测出滑块A、B的质量分别为m1、m2．将滑块d先放上导轨，接通气源，调节气垫导轨，轻推滑块A，使滑块经过光电门1、2的时间____，即可认为导轨已经处于水平。最后，将滑块B静止放在导轨上。
(3)再次轻推滑块A，使之获得向右的速度，通过光电门1，与静止于光电门1和2之间的滑块B相碰撞，并粘在一起向右运动，通过光电门2，读出光电门1、2的时间和t1和t2，可算出滑块A在碰前的速度为_____，验证动量守恒的表达式为_______（用题中符号表示）
另一位同学乙也想通过气垫导轨做此实验，发现器材中的光电门因损坏不能使用，因此同学乙设计如图3所示的实验装置，其中图中左右为两个固定的压力传感器，两个相同的轻质弹簧，两滑块质量m1、m2．通过查找资料得知弹簧具有的弹性势能
，操作步骤：①向左推动滑块A，使弹簧1压缩一些，然后静止释放，与滑块B碰撞后粘在一起向右运动，压缩右侧弹簧2；②读取左右压力传感器示数的最大值F1、F2。
(4)若弹簧的劲度系数为k，滑块A释放时，弹簧1的压缩量x2＝______；
(5)碰前系统的总动量为_____；验证的动量守恒定律的表达式为_____。（用题中符号表示）
【答案】5.665 时间相等 
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的读数量是由固定刻度和可动刻度两部分组成，所以遮光条的宽度d＝5.5mm+16.5×0.01mm＝5.665mm；
(2)[2]匀速直线运动时，通过两光电门的时间相等，从时间相等就知道是否调平；
(3)[3][4]由运动学公式求滑块A碰撞前的速度为：
碰撞后的共同速度为：
那么要验证的动量守恒式子为：
m1v1＝（m1+m2）v
即为：
(4)[5]向左推动滑块A，使弹簧1压缩一些，然后静止释放，与滑块B碰撞后粘在一起向右运动，根据平衡可求滑块A释放时，弹簧1的压缩量为：
同理也能求出弹簧2的压缩量为：
(5)[6][7]碰撞前只有滑块A是运动的，故碰撞前的总动量为p＝m1vA ，而由机械能守恒律有：
联立两式可得：
同样道理可求出碰撞后的总动量为：
p′＝（m1+m2）v
而由机械能守恒律有：
联立可得：
若动量守恒，有：
p＝p′
所以要验证的守恒式为：
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