题目内容
2.为了验证动量守恒定律.图甲所示的气垫导轨上放着两个滑块,滑块A的质量为500g,滑块B的质量为200g.每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器的频率均为50Hz.调节设备使气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两个滑块以不同的速度相向运动,碰撞后粘在一起继续运动.图乙为纸带上选取的计数点,每两个计数点之间还有四个点没有画出.(1)判断气垫导轨是否处于水平,下列措施可行的是AC(填字母代号).
A.将某个滑块轻放在气垫导轨上,看滑块是否静止
B.让两个滑块相向运动,看是否在轨道的中点位置碰撞
C.给某个滑块一个初速度,看滑块是否做匀速直线运动
D.测量气垫导轨的两个支架是否一样高
(2)根据图乙提供的纸带,计算碰撞前两滑块的总动量大小p=0.28Kg•m/s;碰撞后两滑块的总动量大小为p′=0.28Kg•m/s.多次实验,若碰撞前后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.(结果保留两位有效数字)
分析 (1)明确导轨水平时的滑块的受力特点,从而明确判断是否水平的方法;
(2)根据纸带求出碰撞前后的速度,再由动量公式即可求出碰撞前后的动量大小.
解答 解:(1)气垫导轨处于水平,滑块受力平衡,故如果将滑块轻放在气垫导轨上,滑块应静止,而如果给滑块一初速度,则滑块将做匀速运动;而两滑块相向运动时在中点相遇因速度不同,故不一定说明它们做匀速运动;导轨两支架水平但如果桌面不平则也不会水平,故测量支架高度的方法也不可行,故AC正确,BD错误;
(2)由题意可知,图中两点间的时间间隔为:T=0.02×5=0.1s;
碰前A在0.1s内的位移为:xA=8.02cm=0.0802m;
B的位移为:xB=6.00cm=0.0600m;
碰后共同在0.1s内的位移为:x=4.00cm=0.0400m;
由图可知,滑块A碰前速度为:vA=$\frac{0.0802}{0.02×5}$=0.8m/s;
B的速度为:vB=$\frac{0.0600}{0.02×5}$=0.6m/s;
设向右为正方向,碰前动量为:P1=mAvA-mBvB=0.5×0.8-0.2×0.6=0.28kgm/s
碰后两物体一定合在一起,向右运动,速度为:v=$\frac{0.0400}{0.02×5}$=0.4m/s;
碰后的动量为:P2=(mA+mB)v=(0.5+0.2)×0.4=0.28kgm/s;
故答案为:(1)AC;(2)0.28;0.28.
点评 本题考查了关于动量守恒的基础知识,要注意气垫导轨要水平才能满足动量守恒,同时注意掌握根据纸带分析处理数据的基本方法.
练习册系列答案
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12.
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