Question

4．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图（a）所示，它由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
实验过程中测得弹射架弹射出的滑块1的质量310g，原来静止的滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g，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以前系统的总动量为0.620kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为0.618kg•m/s（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 用打点计时器纸带的数据根据平均速度法测量碰前和碰后的速度，从而计算碰撞前后的动量大小．

解答 解：由图可知，碰前5段间隔内打点距离为x₁=20.0cm=0.200m；
作用前系统的总动量为滑块1的动量，
p₀=m₁v₀，v₀=$\frac{0.2}{0.1}$ m/s=2 m/s，
p₀=0.310×2 kg•m/s=0.620 kg•m/s．
作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，碰后5段打点间隔内距离为x₂=16.8cm=0.168m；
解得：v=$\frac{0.168}{0.14}$ m/s=1.2 m/s，
p=（m₁+m₂）v=（0.310+0.205）×1.2 kg•m/s=0.618 kg•m/s．
故答案为：0.620；0.618．

点评 本题考查用打点计时器验证动量守恒定律的方法； 解题时要注意明确实验原理，明确利用平均速度方法求解速度的方法，同时确定动量大小．