Question

2．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌上放著兩個(gè)滑塊，滑塊A的質(zhì)量為500g，滑塊B的質(zhì)量為200g．每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率均為50Hz．調(diào)節(jié)設(shè)備使氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩個(gè)滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，碰撞后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．圖乙為紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．

（1）判斷氣墊導(dǎo)軌是否處于水平，下列措施可行的是AC（填字母代號(hào)）．
A．將某個(gè)滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看滑塊是否靜止
B．讓兩個(gè)滑塊相向運(yùn)動(dòng)，看是否在軌道的中點(diǎn)位置碰撞
C．給某個(gè)滑塊一個(gè)初速度，看滑塊是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．測(cè)量氣墊導(dǎo)軌的兩個(gè)支架是否一樣高
（2）根據(jù)圖乙提供的紙帶，計(jì)算碰撞前兩滑塊的總動(dòng)量大小p=0.28Kg•m/s；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為p′=0.28Kg•m/s．多次實(shí)驗(yàn)，若碰撞前后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）明確導(dǎo)軌水平時(shí)的滑塊的受力特點(diǎn)，從而明確判斷是否水平的方法；
（2）根據(jù)紙帶求出碰撞前后的速度，再由動(dòng)量公式即可求出碰撞前后的動(dòng)量大�。�

解答 解：（1）氣墊導(dǎo)軌處于水平，滑塊受力平衡，故如果將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，滑塊應(yīng)靜止，而如果給滑塊一初速度，則滑塊將做勻速運(yùn)動(dòng)；而兩滑塊相向運(yùn)動(dòng)時(shí)在中點(diǎn)相遇因速度不同，故不一定說明它們做勻速運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)軌兩支架水平但如果桌面不平則也不會(huì)水平，故測(cè)量支架高度的方法也不可行，故AC正確，BD錯(cuò)誤；
（2）由題意可知，圖中兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：T=0.02×5=0.1s；
碰前A在0.1s內(nèi)的位移為：x_A=8.02cm=0.0802m；
B的位移為：x_B=6.00cm=0.0600m；
碰后共同在0.1s內(nèi)的位移為：x=4.00cm=0.0400m；
由圖可知，滑塊A碰前速度為：v_A=$\frac{0.0802}{0.02×5}$=0.8m/s；
B的速度為：v_B=$\frac{0.0600}{0.02×5}$=0.6m/s；
設(shè)向右為正方向，碰前動(dòng)量為：P₁=m_Av_A-m_Bv_B=0.5×0.8-0.2×0.6=0.28kgm/s
碰后兩物體一定合在一起，向右運(yùn)動(dòng)，速度為：v=$\frac{0.0400}{0.02×5}$=0.4m/s；
碰后的動(dòng)量為：P₂=（m_A+m_B）v=（0.5+0.2）×0.4=0.28kgm/s；
故答案為：（1）AC；（2）0.28；0.28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了關(guān)于動(dòng)量守恒的基礎(chǔ)知識(shí)，要注意氣墊導(dǎo)軌要水平才能滿足動(dòng)量守恒，同時(shí)注意掌握根據(jù)紙帶分析處理數(shù)據(jù)的基本方法．