Question

8．如圖所示，用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，完成如下操作步驟：

A．調(diào)節(jié)天平，稱出兩個(gè)碰撞端分別貼有尼龍扣滑塊的質(zhì)量m₁和m₂．
B．安裝好A、B光電門，使光電門之間的距離為50cm．導(dǎo)軌通氣后，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，使滑塊能夠作勻速直線運(yùn)動(dòng)．
C．在碰撞前，將一個(gè)質(zhì)量為m₂滑塊放在兩光電門中間，使它靜止，將另一個(gè)質(zhì)量為m₁滑塊放在導(dǎo)軌的左端，向右輕推以下m₁，記錄擋光片通過(guò)A光電門的時(shí)間t₁．
D．兩滑塊相碰后，它們粘在一起向右運(yùn)動(dòng)，記錄擋光片通過(guò)B光電門的時(shí)間t₂．
E．得到驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的表達(dá)式$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）使用氣墊導(dǎo)軌使兩物塊只能沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，保證了兩物塊碰撞前后在同一條直線上做一維碰撞，同時(shí)氣墊導(dǎo)軌的使用減小了摩擦阻力，從而減小了實(shí)驗(yàn)誤差．
（2）滑塊的寬度除以滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間等于滑塊通過(guò)光電門的速度．
（3）由于發(fā)生彈性碰撞，故碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，動(dòng)能守恒．

解答 解：為了讓物塊在水平方向上不受外力，因此應(yīng)導(dǎo)軌通氣后，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，使滑塊能夠作勻速直線運(yùn)動(dòng)；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，本題中通過(guò)光電門來(lái)測(cè)量速度，因此應(yīng)測(cè)量小車經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間；
設(shè)光電門的長(zhǎng)度為l，則有：經(jīng)過(guò)光電門的速度v₁=$\frac{l}{{t}_{1}}$；
整體經(jīng)過(guò)光電門的速度v₂=$\frac{l}{{t}_{2}}$；
則根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知：
m₁v₁=（m₁+m₂）v₂
代入解得：
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$；
故答案為：B、勻速直線； D、小車經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間； E、$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)原理，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確解題的關(guān)鍵；利用位移或位移與時(shí)間的比值表示物體的速度是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法，要注意掌握．