Question

5．如图所示，利用气垫导轨和光电门装置可以验证动量守恒定律，
①实验中需要调节气垫导轨处于水平位置，将气垫导轨接通气源，滑块置于导轨上，如果滑块处于静止状态（或能在导轨上匀速运动），则说明导轨处于水平位置．
②质量分别为m₁、m₂的滑块A、B上安装相同的遮光条，让滑块A碰撞静止的B，碰前光电门1遮光时间为t₁，碰后光电门1的遮光时间为t₂，光电门2的遮光时间为t₃，则碰撞前后动量守恒的表达式为$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{2}}{{t}_{3}}$-$\frac{{m}_{1}}{{t}_{2}}$．

Answer 1

分析 ①明确导轨水平时物体受到的外力的合力为零，从而物体应保持平衡状态；
②根据速度公式求解对应的速度，再根据动量守恒定律即可明确对应的表达式．

解答 解：①实验中需要调节气垫导轨处于水平位置，将气垫导轨接通气源，滑块置于导轨上，如果滑块能在轨道上静止，或做匀速直线运动，则说明导轨水平；
②设遮光条的宽度为d，则碰撞前A的速度为：v_A=$\frac{d}{{t}_{1}}$
碰撞后A的速度为：v_A′=-$\frac{d}{{t}_{2}}$，B的速度为：v_B=$\frac{d}{{t}_{3}}$
若要验证动量守恒定律则：m_Av_A=m_BV_B+m_Av_A′，带入得：$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{2}}{{t}_{3}}$-$\frac{{m}_{1}}{{t}_{2}}$；
故答案为：①处于静止（或能在气垫导轨上匀速运动）；②$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{2}}{{t}_{3}}$-$\frac{{m}_{1}}{{t}_{2}}$；

点评 本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确动量守恒的表达式应用，同时注意明确气垫导轨上滑块速度的计算方法．