在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律.下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况.实验仪器如图所示.

实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作.
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L.
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2.
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2.
(6)先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度,其表达式为v1= ,及碰后两者的共同速度,其表达式为v= ;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和.
根据实验数据完成表格内容:(表中计算结果保留三位有效数字)
m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m
(7)若要证明上述碰撞是非弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 (用上面所测物理量的符号即m1、m2、t1、t2、L表示).
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作.
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L.
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2.
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2.
(6)先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度,其表达式为v1= ,及碰后两者的共同速度,其表达式为v= ;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和.
根据实验数据完成表格内容:(表中计算结果保留三位有效数字)
m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m
| 次 数 | 滑块1 | 滑块2 | 碰前系统动量kgms-1 | 碰后系统动量kgms-1 | |||
| v1/ms-1 | v/ms-1 | v2/ms-1 | v/ms-1 | m1v1 | m2v2 | (m1+m2)v | |
| 1 | 0.290 | 0.184 | 0.184 | ||||
| 2 | 0.426 | 0.269 | 0.269 | ||||
| 实验结论: | |||||||
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m.金属棒ab紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示.(金属棒ab和导轨电阻不计,g=10m/s2)
求:(1)在前0.4s的时间内,流过金属棒ab中的电荷量q;
(2)金属棒的质量m;
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量QR.
0 63634 63642 63648 63652 63658 63660 63664 63670 63672 63678 63684 63688 63690 63694 63700 63702 63708 63712 63714 63718 63720 63724 63726 63728 63729 63730 63732 63733 63734 63736 63738 63742 63744 63748 63750 63754 63760 63762 63768 63772 63774 63778 63784 63790 63792 63798 63802 63804 63810 63814 63820 63828 176998
| 时 间t/s | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | |
| 下滑距离h/m | 0.18 | 0.60 | 1.20 | 1.95 | 2.80 | 3.80 | 4.80 | 5.80 | 6.80 |
(2)金属棒的质量m;
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量QR.