Question

【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则：

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终与导轨在水平方向上；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图所示；

⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。

（2）由于打点计时器每隔0.02s打一个点，那么，两滑块相互作用以前滑块1的速度v＝_____m/s。系统的总动量为_____kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kgm/s（结果保留三位有效数字）。

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_____。

Answer 1

【答案】2.00 0.620 0.618 纸带与限位孔的阻力

【解析】

（2）滑块1是向右运动再与滑块2碰撞粘在一起的，所以粘前速度较大，那么碰撞前的速度v=20.0×10-2/（5×0.02）m/s=2.00m/s；系统的总动量为p＝m1v＝0.620kg m/s；与滑块2碰撞后粘在一起速度v′=16.8×10-2/（7×0.02）m/s=1.20m/s，总动量为p′＝（m1+m2）v′＝0.618kg m/s。

（3）综合考虑各种因素，结合实验装置造成两个数据不相等的原因在于纸带与限位孔的阻力。