Question

1．如图所示为某实验小组用气垫导轨和光电门做“验证动量守恒定律”的实验装置．两个质量分别为m₁=300g、m₂=200g滑块A、B上分别固定一挡光片，挡光片的宽度d=6mm．打开气泵，轻推滑块A，使滑块A向右的运动，与静止在导轨上的滑块B发生碰撞，两滑块依次通过光电门2后，立刻终止其运动．测得滑块A碰撞前后通过光电门1和光电门2的时间分别为△t₁=10.01ms，△t₂=29.99ms，滑块B通过光电门2的挡光时间△t₃=9.99ms．（已知1s=10³ms，以下计算结果保留2位有效数字）
（1）碰撞前滑块A的速度为0.60m/s；
（2）碰撞前、后滑块A、B的总动量分别为0.18kg•m/s、0.18kg•m/s；
（3）和其他方案相比，采用如图所示装置利用气垫导轨及光电门“验证动量守恒定律”的优点是可以基本消除摩擦力或者用光电门测速度跟准确．（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块A碰前的速度；
（2）根据速度公式同理求出碰后AB的速度，再由动量定义求出碰撞前后的动量；
（3）明确实验原理，根据实验中光电门以及气垫导轨的作用分析实验的优点．

解答 解：（1）档光片距离为6mm=0.006m，碰撞前滑块A的速度为v_A=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.006}{10.01×1{0}^{-3}}$=0.60 m/s；
（2）由1同理可知，碰后A的速度v_A'=$\frac{0.006}{29.99×1{0}^{-3}}$=0.20m/s；
v'_B=$\frac{0.006}{9.99×1{0}^{-3}}$=0.60m/s；
设A的初速度方向为正方向，则碰前动量P₁=m_Av_A=0.3×0.60=0.18kgm/s；
P₂=m_Av_A'+m_Bv_B'=0.3×0.20+0.2×0.60=0.18kg•m/s；
（3）本实验中基本档以消除摩擦力的影响，同时使用光电门测速度更准确；
故答案为：（1）0.60；（2）0.18、0.18 （3）可以基本消除摩擦力或者用光电门测速度更准确

点评 本题考查利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道利用平均速度求解物体速度的方法，同时掌握动量守恒定律的基本内容．