Question

11．如圖所示，兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導軌，其間放有質量都為M的滑塊A和B，該裝置做“探究碰撞中的不變量”的實驗．

①把兩滑塊A、B緊貼在一起，在A上放質量為m的砝碼，置于導軌上，用水平儀使得導軌水平，用電動卡銷卡住滑塊A和滑塊B．在滑塊A和滑塊B的固定擋板間放入一彈簧，使彈簧處于水平方向上壓縮狀態(tài)．
②按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當滑塊A、B分別與擋板C、D碰撞的同時，電子計時器分別記下滑塊A至擋板C的運動時間t₁，滑塊B至擋板D的運動時間t₂．
③重復幾次取t₁和t₂的平均值．
請回答以下幾個問題：
（1）試驗中還應測得的物理量有滑塊A的左端到擋板C的距離s₁和滑塊B的右端到擋板D的距離s₂
（2）卡銷放開前A、B兩滑塊速度與質量成績之和為0，與彈簧分開后A、B兩滑塊速度與質量成績之和為$\frac{（M+m）{s}_{1}}{{t}_{1}}$$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$-$\frac{M{s}_{2}}{{t}_{2}}$（用題中物理量符號表示）

Answer 1

分析 為保證釋放滑塊后（與彈簧分離后）滑塊應做勻速直線運動，實驗前應調節(jié)氣墊導軌水平；實驗過程中需要測出兩滑塊分別當擋板的運動時間與到擋板的距離，由速度公式求出速度，然后看兩滑塊與對應速度的乘積是否相等．

解答 解：（1）除了測出滑塊的運動時間外，實驗還應測出滑塊A的左端到擋板C的距離s₁和滑塊B的右端到擋板D的距離s₂；
（2）卡銷放開前A、B都靜止，速度都為零，卡銷放開前A、B兩滑塊速度與質量成績之和為0；
彈簧分開后，滑塊A的速度v_A=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$：水平向左，滑塊B的速度v_B=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$，水平向右，
以向左為正方向，與彈簧分開后A、B兩滑塊速度與質量成績之和為：
（M+m）v_A-Mv_B=$\frac{（M+m）{s}_{1}}{{t}_{1}}$$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$-$\frac{M{s}_{2}}{{t}_{2}}$；
故答案為：（1）滑塊A的左端到擋板C的距離s₁和滑塊B的右端到擋板D的距離s₂；（2）0；$\frac{（M+m）{s}_{1}}{{t}_{1}}$$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$-$\frac{M{s}_{2}}{{t}_{2}}$．

點評 本題考查了探究碰撞中的守恒量”實驗的實驗注意事項、實驗原理與表達式，難度不大，掌握基礎知識即可正確解題．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．