Question

【題目】為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，某實(shí)驗(yàn)小組選取兩個(gè)材質(zhì)相同而質(zhì)量不同的滑塊A和B，并按下述步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：

①在A、B的相撞面分別粘上橡皮泥，便于二者相撞后連成一體；

②實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，鋁質(zhì)導(dǎo)軌槽固定在水平桌面上，其傾斜段的右端和水平段的左端由一小段圓弧連接，在導(dǎo)軌槽的側(cè)面且與水平導(dǎo)軌等高處安裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)；

③將滑塊B靜置于槽的水平段某處，滑塊A由槽的傾斜段適當(dāng)位置靜止釋放，同時(shí)開(kāi)始頻閃拍攝，直至兩滑塊停止運(yùn)動(dòng)，得到一幅多次曝光的照片；

④多次重復(fù)步驟③，得到多幅照片，挑選其中最理想的一幅，打印出來(lái)，將刻度尺緊靠照片放置，如圖乙所示（圖中只顯示滑塊A）。

請(qǐng)對(duì)上述操作進(jìn)行分析并回答以下問(wèn)題：

（1）分析圖乙可知，A、B滑塊碰撞發(fā)生的位置是______（選填P5、P6或P7）；

（2）為了驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量是否守恒，必須直接測(cè)量或讀取的物理量是______；

A．A、B兩滑塊的質(zhì)量m1和m2

B．滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度

C．頻閃照相的周期

D．照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例

E．照片上測(cè)得的S34、S45和S56、S67

F．照片上測(cè)得的S45、S56和S67、S78

G．滑塊與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)

（3）此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式為______。

Answer 1

【答案】P6 AF m1（3S56-S45）=（m1+m2）（3S67-S78）

【解析】

解：（1）P6之前物體的運(yùn)動(dòng)距離越來(lái)越��；但每?jī)啥沃�間距離的差值都相等；故說(shuō)明物體在P6位置之前一直做勻減速運(yùn)動(dòng)；而在P6位置兩滑塊相遇；故A、B相撞的位置在P6處。

（2）（3）設(shè)碰撞前滑塊A在P4、P5、P6的速度分別為v4、v5、v6，

碰撞后，整體在P6、P7、P8的速度分別為v6′，v7、v8，

則 ，又，

得到碰撞前滑塊A速度，

由于是做勻變速運(yùn)動(dòng)，則：

聯(lián)立可得：

同理，碰撞后整體的速度 ，

原來(lái)需要驗(yàn)證的方程為

將上兩式代入整理得：

即需要驗(yàn)證的表達(dá)式，需要直接測(cè)量的物理量是：

A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2及S34、S45、S56和S67、S78、S89；故AF正確。