题目内容

9．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：（在空白处填上答案）
①a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平状态．
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
②实验中还应测量的物理量是B的右端至D板的距离L2．
③利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是${m_A}\frac{L_1}{t_1}-{m_B}\frac{L_2}{t_2}=0$，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是测量、时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．利用上述实验数据能（填“能”或“否”）测出被压缩弹簧的弹性势能的大小．

分析 要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测位移；
根据位移和时间求出速度，结合动量守恒定律列出表达式．根据能量守恒求出压缩弹簧的弹性势能．

解答 解：①调整气垫导轨，使导轨处于水平状态．
②③因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有：${v}_{A}=\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$，${v}_{B}=\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$，
即${m}_{A}\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}-{m}_{B}\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}=0$．所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．
根据表达式可知造成误差的原因有：测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差等．
根据能量守恒知，弹性势能转换为A、B的动能之和，故能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小．
故答案为：①水平；②B的右端至D板的距离L2；③${m_A}\frac{L_1}{t_1}-{m_B}\frac{L_2}{t_2}=0$，测量、时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差，能

点评 该题中，并没有直接测量或求出滑块的速度，而是利用位移与时间的比值表示物体的速度．这是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握．

练习册系列答案
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20．关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
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17．为了粗略地测一凹透镜凹面的半径R，让一半径为r的光滑小钢球在凹面内做振幅很小的振动．若测出它完成次N全振动的时间为t，则此凹透镜凹面的半径=r+$\frac{g{t}^{2}}{4{π}^{2}{N}^{2}}$．（重力加速度为g）
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（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（保留三位有效数字）．
vBvCvDvEvF
数值（m/s）
（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图3中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
（3）依据所画的图线，可以求出小车运动的加速度为0.800m/s2．
14．完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：

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（2）选定适当的标度作出F1和F2的图示，利用力的平行四边形定则作出合力F的图示．
（3）只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下细绳套的方向，读出此时弹簧测力计读数为F′=4.0N．
（4）用同样的标度作出F′的图示．
（5）比较F和F′的大小和方向，从而得出结论．
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19．汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是（　　）
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