题目内容
17．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图1所示，
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先接通电源，然后释放纸带，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图2所示：
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g；试完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘
积之和为0.620kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为0.618kg•m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是：纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
分析 使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
解答 解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；
（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
碰撞前滑块1的动量为：${P}_{1}={m}_{1}{v}_{1}=0.310×\frac{0.2}{0.1}=0.620$kg•m/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s
碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：$（{m}_{1}+{m}_{2}）{v}_{2}=（0.310+0.205）×\frac{0.168}{0.14}=0.618$kg•m/s
（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
故答案为：（1）接通打点计时器的电源；放开纸带；（2）0.620；0.618；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用
点评 本题考查验证动量守恒定律；要注意打点计时器的使用方法，知道气垫导轨要水平才能满足动量守恒．这是一道基础实验题．
练习册系列答案
相关题目
7．
两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同的小球，可视为质点，它们在水平地面上方的P点相遇．假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响，则下列说法正确的是（ ）
两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同的小球，可视为质点，它们在水平地面上方的P点相遇．假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响，则下列说法正确的是（ ）| A． | 两个小球从a、b两点同时抛出 | |
| B． | 两小球抛出的初速度v1=v2 | |
| C． | 从a点抛出的小球着地时水平射程较大 | |
| D． | 从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大 |
8．
如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，则（ ）
如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，则（ ）| A． | 整个运动过程中小球的机械能守恒 | |
| B． | t2时刻小球的加速度为零 | |
| C． | t1～t2这段时间内，小球的动能先增加后减少 | |
| D． | t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能一直减少 |
5．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈．通过车厢底部强磁铁的运动，使线圈中磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电流，而感应电流的磁场与强磁铁磁场发生作用，使列车浮起．对于其中原理，下列说法中错误的是（ ）
| A． | 当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 | |
| B． | 列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 | |
| C． | 列车运动时，线圈中会产生感应电流 | |
| D． | 线圈中感应电流的大小与列车速度无关 |
12．下列说法正确的是（ ）
| A． | 力学规律在任何参考系中不一定相同的 | |
| B． | 在所有惯性系中物理规律都是相同的 | |
| C． | 在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同 | |
| D． | 牛顿运动定律在非惯性系中不变 |
2．下述说法中正确的是（ ）
| A． | 电场线是实际存在的，与电荷运动的轨迹是一致的 | |
| B． | 由U=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 | |
| C． | 元电荷就是电子 | |
| D． | 无论正电荷还是负电荷，克服电场力做功电势能都增大 |
9．下列说法正确的是（ ）
| A． | 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 | |
| B． | 带电体体积很大时不能看成点电荷 | |
| C． | 摩擦起电说明电荷可以被创造 | |
| D． | 根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强 |
6．
历史上英国物理学家卢瑟福根据α粒子（氦原子核）散射实验，提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动迹．在α粒子从a运动到b再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（ ）
历史上英国物理学家卢瑟福根据α粒子（氦原子核）散射实验，提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动迹．在α粒子从a运动到b再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（ ）| A． | 动能先增大，后减小 | |
| B． | 电势能先减小，后增大 | |
| C． | 电场力先做负功，后做正功，总功等于零 | |
| D． | 加速度先变大，后变小 |
如图所示，竖直放置的半圆形光滑轨道半径为R，将带电量为+q1的点电荷固定于其圆心O处．另一带电量为+q2，质量为m的小球（可看作质点），从轨道上与圆心等高的A处以竖直向下的初速度vo开始沿轨道运动，（已知静电力常量为k）．求：