Question

17．如图所示，某实验小组设计了一个用气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：
质量为m₂的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门②的右侧，质量为m₁的滑块从光电门①的右侧向左运动，穿过光电门①与滑块2发生碰撞．某次实验中，碰后两个滑块分离，滑块2穿过光电门②后被导轨左端的粘条粘住，滑块1倍反弹后再次穿过光电门①后用手将它停住．数字计时器分别记录下滑块1两次通过光电门①的遮光时间分别为△t和△t₁，滑块2通过光电门②的遮光时间为△t₂，已知两个滑块上固定的遮光条宽度相同．
（1）为了探究碰撞中动量是否守恒，除了测量遮光时间外，还必须测量的物理量是B．
A、遮光条的宽度d
B、两滑块（包含遮光条）的质量m₁和m₂
C、两光电门之间的距离L
D、滑块2初始静止位置到光电门②之间的距离x
（2）该实验中动量守恒的表达式为$\frac{{m}_{1}}{△t}$=$\frac{{m}_{2}}{△{t}_{2}}$-$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$（用测得的物理量符号表示）．

Answer 1

分析 根据题意应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式确定需要测量的量，然后分析答题．

解答 解：（1）以向左为正方向，如果碰撞过程系统动量守恒，
由动量守恒定律得：m₁v₁=-m₁v₁′+m₂v₂′，
即：m₁•$\frac{d}{△t}$=-m₁•$\frac{d}{△{t}_{1}}$+m₂•$\frac{d}{△{t}_{2}}$，整理得：$\frac{{m}_{1}}{△t}$=$\frac{{m}_{2}}{△{t}_{2}}$-$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$，
由此可知，实验除需要测量挡光时间外，还需要测量滑块的质量，故B正确，故选：B．
（2）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：$\frac{{m}_{1}}{△t}$=$\frac{{m}_{2}}{△{t}_{2}}$-$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$．
故答案为：（1）B；（2）$\frac{{m}_{1}}{△t}$=$\frac{{m}_{2}}{△{t}_{2}}$-$\frac{{m}_{1}}{△{t}_{1}}$．

点评 本题考查了实验器材与实验验证的表达式，应用动量守恒定律求出动量守恒的表达式是解题的前提与关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与理解．