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13-1-10(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. 图13-1-10 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1-1-32(b)所示; ⑧测得滑块1的质量310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤⑥的内容. (2)已知打点计时器每隔0.02 s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 _______________________________________________________________ ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________. 答案:解 (1)实验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块. (2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p0=m1v0. v0= m/s=2 m/s, p0=0.31×2 kg·m/s=0.620 kg·m/s. 作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和, 且此时两滑块具有相同的速度v, v= m/s=1.2 m/s, p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s =0.618 kg·m/s. (3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦. 答案 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块 (2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦
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