Question

8．如圖所示，用氣墊導軌做“驗證動量守恒”實驗中，完成如下操作步驟：

A．調(diào)節(jié)天平，稱出兩個碰撞端分別貼有尼龍扣滑塊的質(zhì)量m₁和m₂．
B．安裝好A、B光電門，使光電門之間的距離為50cm．導軌通氣后，調(diào)節(jié)導軌水平，使滑塊能夠作勻速直線運動．
C．在碰撞前，將一個質(zhì)量為m₂滑塊放在兩光電門中間，使它靜止，將另一個質(zhì)量為m₁滑塊放在導軌的左端，向右輕推以下m₁，記錄擋光片通過A光電門的時間t₁．
D．兩滑塊相碰后，它們粘在一起向右運動，記錄擋光片通過B光電門的時間t₂．
E．得到驗證實驗的表達式$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）使用氣墊導軌使兩物塊只能沿導軌做直線運動，保證了兩物塊碰撞前后在同一條直線上做一維碰撞，同時氣墊導軌的使用減小了摩擦阻力，從而減小了實驗誤差．
（2）滑塊的寬度除以滑塊通過光電門的時間等于滑塊通過光電門的速度．
（3）由于發(fā)生彈性碰撞，故碰撞過程中動量守恒，動能守恒．

解答 解：為了讓物塊在水平方向上不受外力，因此應(yīng)導軌通氣后，調(diào)節(jié)導軌水平，使滑塊能夠作勻速直線運動；
根據(jù)實驗原理可知，本題中通過光電門來測量速度，因此應(yīng)測量小車經(jīng)過光電門的時間；
設(shè)光電門的長度為l，則有：經(jīng)過光電門的速度v₁=$\frac{l}{{t}_{1}}$；
整體經(jīng)過光電門的速度v₂=$\frac{l}{{t}_{2}}$；
則根據(jù)動量守恒定律可知：
m₁v₁=（m₁+m₂）v₂
代入解得：
$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$；
故答案為：B、勻速直線； D、小車經(jīng)過光電門的時間； E、$\frac{{m}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}）}{{t}_{2}}$

點評 本題考查驗證動量守恒定律實驗，知道實驗原理，應(yīng)用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式是正確解題的關(guān)鍵；利用位移或位移與時間的比值表示物體的速度是物理實驗中常用的一種方法，要注意掌握．