Question

8．氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊“懸浮”在導軌上，滑塊對導軌的壓力近似為零，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．某實驗小組驗證動量守恒定律的實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：（滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB已經(jīng)給出且不相等）
①給導軌送氣，氣流穩(wěn)定后，按下電鈕放開卡銷．同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時自動停止計時，從記時器上記下 A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2
②在A和B間放入一個被壓縮的輕彈黃，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上．
③調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平．
④用刻度尺測出A的左端至C板的距離L₁；B的右端至D板的距離L₂
（1）實驗步驟的順序是③②④①
（2）利用已經(jīng)給的量和上述測量的實驗數(shù)據(jù)，寫出驗證動能守恒定律的表達式m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0；
（3）利用上述實驗數(shù)據(jù)還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達式為E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$）²
（4）該實驗裝置中由于彈簧的質(zhì)量不能忽略，會對實驗準確度造成影響．下列哪種方式可以減小這種影響？B
A．將彈簧與A、B滑塊都粘連在一起
B．將彈簧與AB中質(zhì)量較大的粘連在一起
C．將彈簧與AB中質(zhì)量較小的粘連在一起
D．將彈簧與A、B滑塊都不粘連在一起．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，從而確定實驗方法和步驟；
（2）根據(jù)動量守恒定律列式，根據(jù)平均速度公式求出對應(yīng)的速度，從而確定表達式；
（3）根據(jù)功能關(guān)系可確定產(chǎn)生的動能和彈簧的彈性勢能；
（4）明確實驗原理，根據(jù)動量守恒定律的規(guī)律分析實驗中減小誤差的基本方法．

解答 解：（1）實驗中首先應(yīng)調(diào)節(jié)氣墊導軌水平，然后安裝彈簧和滑塊安裝儀器；送氣氣流穩(wěn)定后，按下電鈕放開卡銷，讓物體滑動，并記下兩滑塊分別到達兩端所用時間，因此實驗步驟應(yīng)為：③②④①；
（2）因系統(tǒng)水平方向動量守恒即：m_Av_A-m_BV_B=0，由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有：v_A=$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$，v_B=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$，帶入得：m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0；
（3）根據(jù)能量守恒定律被壓縮彈簧的彈性勢能E_p=$\frac{1}{2}$m_Av_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²，
將v_A，v_B代入上式得：E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$）²，可以測出彈簧的彈性勢能；
（4）如果彈簧質(zhì)量不能忽略，則在兩物體分開后，彈簧存在動量，產(chǎn)生較大的誤差；為了減小彈簧中損失的動量，可以將彈簧與質(zhì)量較大的物體相連接；故B正確，ACD錯誤．
故選：B．
故答案為：（1）③②④①；（2）m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0；（3）E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_A（$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$）²；（4）B

點評 本題考查了驗證動量守恒定律的基本實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)的處理等問題，知道實驗?zāi)康�、理解實驗原理是正確解題的關(guān)鍵．