Question

某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門等組成。

 (l)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：

①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

③接通光電計(jì)時(shí)器；

④把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑤滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑥釋放滑塊1，滑塊1通過(guò)光電門1后與左側(cè)固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊1和滑塊2依次通過(guò)光電門2，兩滑塊通過(guò)光電門后依次被制動(dòng)；

⑦讀出滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間分別為滑塊1通過(guò)光電門1的擋光時(shí)間△t₁ = 10.01ms，通過(guò)光電門2的擋光時(shí)間△t₂ = 49 . 99ms，     滑塊2通過(guò)光電門2的擋光時(shí)間△t₃=8.35ms；

⑧測(cè)出擋光片的寬度d = 5mm，測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為m_l= 300g，滑塊2（包括彈簧）質(zhì)量為m₂ = 200g;

(2)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

①實(shí)驗(yàn)中氣墊導(dǎo)軌的作用是                                                

②碰撞前滑塊l的速度v_l為     m/s；碰撞后滑塊1的速度v₂為     m/s；滑塊2的速度v₃為      m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

③在誤差允許的范圍內(nèi)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可以探究出哪些物理量是不變的？通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析說(shuō)明理由。（至少回答2個(gè)不變量）。

a.                                                                         

b.                                                                         

Answer 1

．①2分  a，大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。 

            b，保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的。  參回答出a的就給滿分。

② 3分   0.50m/s   0.10m/s   0.60m/s

③a，碰撞前后總動(dòng)量不變。

原因：碰前m₁V₁+0=0.15kgm/s   碰后m₁V₂+m₂V₃=0.15kgm/s  兩者相等

b．碰撞前后總動(dòng)能不變。

原因：碰前總動(dòng)能E_k1=m₁V₁²/2=0.0375J   碰后總動(dòng)能E_k2=m₁V₂²/s+m₂V₃²/2=0.0375J所以碰撞前后總動(dòng)能相等

c．碰撞前后質(zhì)量不變

本小題共5分，任寫出2條即給滿分（少一條扣2分）。