Question

【题目】用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。

（1）实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________.

（2）为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行。

第一次：让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为

第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为

为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)。

A．挡光片的宽度d B．滑块A的总质量

C．滑块B的总质量 D．光电门1到光电门2的间距L

（3）在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。

（4）在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示）

Answer 1

【答案】使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平 BC

【解析】

（1）在调整气垫导轨水平时，接通气源后，使滑块静止于导轨的任何位置或接通气源后，给滑块一个初速度，使滑块通过两光电门的时间相等；（2、3）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式，从而确定应测量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根据机械能守恒定律列式即可。

解：（1）使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平；（2）本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度；故BC正确，AD错误，故选BC；（3）在第二次实验中，碰撞后AB速度相同，根据动量守恒定律有：，根据速度公式可知，，代入则有： ；（4）在第一次实验中，碰撞前A的速度为，碰撞后A的速度为，B的速度为，根据机械能守恒定律有：，代入则有：。