题目内容

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来探究碰撞中的不变量，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，静止地放置在气垫导轨上．
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，同时使分别记录滑块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，得出关系式
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是
测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦
测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦
．
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B的位移；
（2）利用vA=
L1
t1
，vB=
L2
t2
，即可将mAvA-mBVB=0，转化为mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0．
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=
L1
t1
，vB=
L2
t2
，
即为mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=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
L1
t1
-mB
L2
t2
=0．
产生误差的原因是测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦．
故答案为：（1）B的右端至D板的距离L2；（2）mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0；测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦．
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．
练习册系列答案
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（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
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
．
（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=
1
2
mA
L12
t12
+
1
2
mB
L22
t22
EP=
1
2
mA
L12
t12
+
1
2
mB
L22
t22
．
像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．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．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及形状相同、质量不等的滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
a．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示．读出滑块的宽度d=
1.015
1.015
cm．
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．按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-3s和3.4×10-3s．滑块通过光电门E的速度v1=
2.0
2.0
 m/s，滑块通过光电门F的速度；v2=
3.0
3.0
 m/s（结果保留两位有效数字）
e．关闭电源，停止实验．
（1）完成以上步骤中的填空；
（2）以上步骤中缺少的必要步骤是
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．

（3）利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式是
则有mAv1+mB（-v2）=0．
则有mAv1+mB（-v2）=0．
．
（2010?天津模拟）（1）某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，如图所示．测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为
4.946
4.946
mm．
（2）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，同时使分别记录滑块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
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
．
③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
EP=
1
2
mA（
L1
t1
）2+
1
2
mB（
L2
t2
）2，
EP=
1
2
mA（
L1
t1
）2+
1
2
mB（
L2
t2
）2，

（3）实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）：
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω：）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）：
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）：
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）：
F．开关、导线若干：
请解答下列问题：
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是
D
D
（填代号），应选择的电流表量程是
0～0.6A
0～0.6A
（填量程），应选择的电压表量程是
0～3V
0～3V
（填量程）．
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V，内阻r=6Ω，某小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为
0.375W
0.375W
W．（保留3位有效数字）
精英家教网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．某同学计划用图示装置来验证动量守恒定律，预设实验步骤如下：
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．按下电钮放开卡销，光电计时器分别记录A、B通过光电门C、D的时间t1和t2．
请完成下列问题：
（1）实验中还应测量的物理量是
 
．（用符号表示，并说明其意义）
（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
 
．
（3）该同学在实验中发现只有一台光电计数器能够正常使用，故他只测出了t1．根据动量守恒并利用测量出的有关数据，请你写出被压缩弹簧的弹性势能的表达式Ep=
 
．

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