如图气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的

如图气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的

题型:不详难度:来源:
如图气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是______.
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______.魔方格
答案
(1)因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=
L1
t1
,VB=
L2
t2

所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2
(2)若要验证动量守恒定律则:mAvA-mBVB=0,带入得:mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
故答案为:B的右端至D板的距离L2;mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
举一反三
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a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.
(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,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先______,然后______,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b所示;
⑧测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为______kg•m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为______kg•m/s(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______.魔方格
题型:肇庆一模难度:| 查看答案
某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验,在小车A的前端粘有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速运动,设计如图1所示:

魔方格

在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间的距离,在图上标出A为运动起始的点,则应选______段来计算A碰前的速度,应选______段来计算A和B碰后的共同速度.
(2)已测得小车A的质量mA=0.4kg,小车B的质量mB=0.20kg,则由以上结果可得碰前总动量=______kg•m/s,碰后总动量=______kg•m/s.

魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
在验证碰撞中的动量守恒的实验中,各落点的中心位置如图,假设实验中小球的弹性较好,可以看作弹性碰撞,且碰撞结果基本符合v1=
m1-m2
m1+m2
v0
v2=
2m1
m1+m2
v0
,其中 m1、m2分别是入射球和被碰球的质量,m1>m2,v1、v2分别是入射球和被碰球碰后的水平速度,v0是入射速度.
(1)若相邻落点的分布范围的界限不够分明,甚至有重叠的现象,要同时增大相邻的落点中心位置之间的距离,可单独采取______

魔方格

A.增大入射速度v0
B.增大平抛高度h
C.在m1>m2的条件下,进一步增大
m1
m2
的值
D.在m1>m2的条件下,减小
m1
m2
的值
(2)要使OM、MP、PQ接近相等,
m1
m2
应接近______.
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某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距(标在图上).A为运动起点,则应该选择______段来计算A碰前的速度,应选择______段来计算A和B碰后的共同速度.(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)

魔方格


魔方格
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前m1v0=______ kg•m/s,碰后(m1+m2)v=______ kg•m/s,由此得出结论______.
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在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律.下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况.实验仪器如图所示.

魔方格

实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作.
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L.
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2
(6)先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度,其表达式为v1=______,及碰后两者的共同速度,其表达式为v=______;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和.
根据实验数据完成表格内容:(表中计算结果保留三位有效数字)
m1=0.324kg    m2=0.181kg    L=1.00×10-3m
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滑块1滑块2碰前系统动量kgms-1碰后系统动量kgms-1
v1/ms-1v/ms-1v2/ms-1v/ms-1m1v1m2v2(m1+m2)v
10.2900.18400.184______0______
20.4260.26900.269______0______
实验结论:______