题目内容
【题目】某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨(轨道与滑块间的摩擦力忽略不计)上装有两个光电计时装置C和D,可记录遮光片的遮光时间;滑块A、B静止放在导轨上。
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实验步骤如下:
①调节气垫导轨水平;
②测量滑块A、B的质量分别为mA、mB;
③测量滑块A、B上遮光片的宽度分别为d1、d2
④给滑块A一个向右的瞬时冲量,让滑块A经过光电计时装置C后,再与静止的滑块B发生碰撞,之后B、A依次通过光电计时装置D:
⑤待B、A完全通过光电计时装置D后用手按住:
⑥记录光电计时装置C显示的时间t1和装置D显示的时间t2、t3.
回答下列问题:
(1)调节气垫导轨水平时,判断导轨水平的方法是_____
(2)完成上述实验步骤需要的测量工具有_____(填选项前的字母代号)
A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.游标卡尺
(3)按照该同学的操作,若两滑块相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_____(用实验中测量的量表示)。
(4)通过实验来“验证动量守恒定律”,不论采用何种方案,都要测得系统内物体作用前后的速度。用光电计时装置,比用打点计时器测速度的优势是_____(写出一条即可)
【答案】在调整气垫导轨水平时。滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道左端向右运动,发现滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间即可 AD
打点计时器还需要测量各段的位移大小,存在一定偶然的误差,而光电计数器时间的误差更小
【解析】
(1)[1]在调整气垫导轨水平时。滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道左端向右运动,发现滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间即可。
(2)[2]根据题目中实验的步骤,结合实验的原理可知,还没有测量的物理量为滑块的质量以及遮光片的宽度,所以需要的实验器材为托盘天平(带砝码)、刻度尺(或游标卡尺);故AD符合题意BC不符合题意。
(3)[3]若两滑块相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为:
mAv1=mAv2+mBv3
三个速度分别为:
v1=
,v2=
,v3=![]()
联立可得:
;
(4)[4]打点计时器还需要测量各段的位移大小,存在一定偶然的误差,而光电计数器时间的误差更小。