Question

14．如圖2所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d如圖1所示，則d=13.80mm；
②質(zhì)量為m₂的滑塊2靜止放在水平氣墊導(dǎo)軌上光電門B的右側(cè)，質(zhì)量為m₁的滑塊從光電門A的右側(cè)向左運(yùn)動(dòng)，穿過光電門A與滑塊2發(fā)生碰撞，隨后兩個(gè)滑塊分離并依次穿過光電門B，滑塊2與導(dǎo)軌左端相碰并被粘接條粘住，待滑塊1穿過光電門B后用手將它停住，兩個(gè)滑塊固定的遮光條寬度相同，數(shù)字計(jì)時(shí)器分別記錄下滑塊1通過光電門A的時(shí)間△t、滑塊2和滑塊1依次通過光電門B的時(shí)間△t₂和△t₁．本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)滑塊的質(zhì)量大小關(guān)系應(yīng)為m₁＞m₂．若等式$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}}{△{t'}_{1}}$+$\frac{{m}_{2}}{△t{′}_{2}}$成立，則證明兩滑塊碰撞過程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒（用題中的所給的字母表示）．

Answer 1

分析 ①游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；
②明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可分析應(yīng)滿足的表達(dá)式．

解答 解：①由圖1所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為13mm，游標(biāo)尺示數(shù)為16×0.05mm=0.80mm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為13mm+0.80mm=13.80mm；
②由題意可知，碰后要求兩物體均沿A的原來運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，因此必須要求A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，即m₁＞m₂；
根據(jù)平均速度公式可知，A的初速度v₁=$\fracxbf7jdl{△t}$，碰后AB的速度分別為v₁'=$\frac7f3phtt{△{t}_{1}}$，v₂'=$\fracvdl5pf5{△{t}_{2}}$；
根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，應(yīng)滿足的表達(dá)式為：m₁v₁=m₁v₁'+m₂v₂'
將速度代入化簡(jiǎn)可知，只要滿足：
$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}}{△{t'}_{1}}$+$\frac{{m}_{2}}{△t{′}_{2}}$
故答案為：①13.80；②m₁＞m₂；$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{{m}_{1}}{△{t'}_{1}}$+$\frac{{m}_{2}}{△t{′}_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，能根據(jù)兩物體的運(yùn)動(dòng)情況分析應(yīng)滿足的條件，同時(shí)注意求瞬時(shí)速度的方法．