Question

15．現(xiàn)利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間．

已知：實驗測得滑塊A 的質(zhì)量為m₁，滑塊B的質(zhì)量為m₂，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為f=50H_Z．將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A以向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為0.0035s，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示．
（1）碰撞時，滑塊A的速度v₀=2.00m/s（保留三位有效數(shù)字）；
（2）碰撞后，滑塊A的速度v_A=0.970m/s，滑塊B的速度v_B=2.86m/s（保留三位有效數(shù)字）；
（3）碰撞前總動量p=m₁v₀；碰撞后總動量p′=m₁v_A+m₂v_B（均用題中給定物理量的符號表示）；
（4）產(chǎn)生誤差的主要原因是：氣墊導(dǎo)軌不水平（只需列舉一條即可）．

Answer 1

分析 （1、2）根據(jù)圖示紙帶，利用平均速度公式可求出滑塊的速度；
（3）根據(jù)動量的表達式得出碰撞前后的動量的表達式；
（4）根據(jù)題目中給出的實驗方法和實驗儀器分析誤差原因．

解答 解：（1）打點計時器的打點時間間隔t=$\frac{1}{f}=\frac{1}{50}s=0.02s$．
由圖（b）所示紙帶可知，碰撞前A的速度：v_A=$\frac{{x}_{A}}{t}=\frac{0.0400}{0.02}m/s=2m/s$，
（2）碰撞后A的速度v_A′=$\frac{0.0194}{0.02}m/s$=0.97m/s，
碰撞后B的速度：v_B′=$\fracvssoszd{△{t}_{B}}=\frac{0.0100}{3.5×1{0}^{-3}}m/s≈$≈2.86m/s，
（3）碰撞前后系統(tǒng)總動量分別為：
p=m₁v₀
p′=m₁v_A+m₂v_B
（4）實驗中出現(xiàn)誤差的原因有：氣墊導(dǎo)軌不水平，或沒有平衡摩擦力；
故答案為：（1）2m/s；（2）0.97m/s；2.86m/s（3）m₁v₀    m₁v_A+m₂v_B
（4）氣墊導(dǎo)軌不水平

點評 本題考查了驗證動量守恒定律實驗，由紙帶求出滑塊速度是正確解題的關(guān)鍵、應(yīng)用動量計算公式即可正確解題．