Question

16．利用频闪照相机和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，步骤如下：
①用天平测出滑块A、B的质量分别为200g和400g；
②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
③向气垫导轨通入压缩空气
④把A、B两滑块放到导轨上，并分别给他们初速度，同时开始闪光照片，闪光的时间间隔为0.2s，照片如图所示
该照片是闪光4次摄得的．在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均放在0～80cm刻度范围内；第一次闪光，滑块A恰好通过x=30cm处，滑块B恰好通过x=70cm处；第二次闪光时，两滑块恰好同时到达x=50cm处相碰；滑块A在第三次闪光与第一次闪光时的位置相同；碰后滑块B处于静止状态．取向右为正方向，碰撞前两滑块的总动量是-0.2kg•m/s，碰撞后两滑块的总动量是-0.2kg•m/s．

Answer 1

分析 明确题意，知道碰撞前后两物体的位移，再通过速度公式计算求出对应的速度，根据动量计算公式求出碰撞前后系统的总动量．

解答 解：取向右为正方向，则由题意可知，碰前滑块A在0.2s内的位移和速度分别为：
x_A=20cm=0.2m；
V_A=$\frac{x_{A}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；
则碰前的A的动量为：
P_A=m_Av_A=0.2×1=0.2kgm/s；
碰前滑块B的位移为：
x_B=20cm=0.2m
则其速度为：
v_B=$\frac{x_{B}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；方向向左，
故动量为：P_B=-m_Bv_B=0.4×1=-0.3kgm/s；
因此碰前总动量为：P=P_A+P_B=0.2-0.4=-0.2kgm/s；
碰后B静止，而A向左匀速运动，0.2s的位移为：x_A'=20cm=0.2m；
故碰后A 的速度为为：v_A=$\frac{x′_{A}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；方向向左；
则碰后的总动量为：P'=m_Av_A'=-0.2×1=-0.2kgm/s；
故答案为：-0.2；-0.2

点评 本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律列式即可求解．