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    10．某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的动量变化规律”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、弹簧架、光电门等组成．

    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向气垫导轨通人压缩空气；
    ③接通光电计时器
    ④把滑块2静止放在气垫导轨的两光电门之间
    ⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
    ⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；
    ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间△t1=10ms，通过光电门2的挡光时间△t2=20ms，滑块2通过光电门2的挡光时间△t3=8ms；
    ⑧测出挡光片的宽度均为d=4mm，测得滑块1（包括撞针）的质量为m1=400g，滑块2（包括弹簧）质量为m2=160g；
    请回答下列问题：
    （1）实验中使用气垫导轨，既能保证两个滑块的碰撞时一维的，又能减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而达到减小实验误差的目的．
    （2）碰撞前滑块1的动量p0为0.16kg•m/s；碰撞前后滑块1的动量减少量△p为0.08kg•m/s；碰后滑块2的动能为0.02J．
    （3）通过对实验数据分析可知，在误差允许的范围内，该同学探究出的碰撞前后的两滑块总动量守恒（填“守恒”或“不守恒”），两滑块的碰撞是非弹性碰撞（填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）．

    分析 （1）明确气垫导轨的应用，知道其在实验中所起到的作用；
    （2）根据平均速度公式可求得滑块通过光电门时的速度，再根据动量表达式可求得各自的动量，根据动能表达式可求得动能；
    （3）分别求出碰撞前后的动量，明确动量是否守恒；再根据碰撞前后动能的变化分析碰撞性质．

    解答 解：（1）气垫导轨可以保证两个滑块碰撞时是一维的，同时可以有效减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而达到减小实验误差的目的；
    （2）根据v=$\frac{x}{t}$可和，碰前滑块1的速度为：v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$=$\frac{4×1{0}^{-3}}{10×1{0}^{-3}}$=0.4m/s
    则碰前的动量为：P1=mv1=0.4×0.4=0.16kgm/s；
    碰后滑块1的速度为：v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$=$\frac{4×1{0}^{-3}}{20×1{0}^{-3}}$=0.2m/s；
    则碰后滑块1的动量为：P1'=m1v2=0.4×0.2=0.08kgm/s；
    故滑块1动量的改变量大小为：△p=0.16-0.08=0.08kgm/s；
    碰后滑块2的速度为：v3=$\frac{d}{△{t}_{3}}$=$\frac{4×1{0}^{-3}}{8×1{0}^{-3}}$=0.5m/s；
    动能为：EK2=$\frac{1}{2}$m2v22=$\frac{1}{2}$×0.16×0.25=0.02J；
    （3）根据以上计算可知，碰前总动量为：P1=0.16kgm/s
    碰后总动量为：P2=m1v2+m2v3=0.4×0.2+0.16×0.5=0.16kgm/s；
    碰撞前后动量相同，故说明总动量守恒；由于碰撞前滑块1的动能为：
    EK1=$\frac{1}{2}$m1v12=$\frac{1}{2}$×0.4×0.16=0.032J；
    碰后总动能为：E2=$\frac{1}{2}$m1v22+EK2=$\frac{1}{2}$×0.4×0.04+0.02=0.028J
    故说明碰后的机械能减小，应为非弹性碰撞；
    故答案为：（1）滑块和导轨之间的摩擦力；（2）0.16；0.08；0.02；（3）守恒；非弹性碰撞．

    点评 本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中采用光电门测量速度的方法，同时明确当碰后动能减小时为非弹性碰撞，而动能不变时为弹性碰撞．

    练习册系列答案
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    B．A、B两球落地时水平位移大小之比为1：4
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