Question

1．如圖所示為某實(shí)驗(yàn)小組用氣墊導(dǎo)軌和光電門做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．兩個質(zhì)量分別為m₁=300g、m₂=200g滑塊A、B上分別固定一擋光片，擋光片的寬度d=6mm．打開氣泵，輕推滑塊A，使滑塊A向右的運(yùn)動，與靜止在導(dǎo)軌上的滑塊B發(fā)生碰撞，兩滑塊依次通過光電門2后，立刻終止其運(yùn)動．測得滑塊A碰撞前后通過光電門1和光電門2的時間分別為△t₁=10.01ms，△t₂=29.99ms，滑塊B通過光電門2的擋光時間△t₃=9.99ms．（已知1s=10³ms，以下計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（1）碰撞前滑塊A的速度為0.60m/s；
（2）碰撞前、后滑塊A、B的總動量分別為0.18kg•m/s、0.18kg•m/s；
（3）和其他方案相比，采用如圖所示裝置利用氣墊導(dǎo)軌及光電門“驗(yàn)證動量守恒定律”的優(yōu)點(diǎn)是可以基本消除摩擦力或者用光電門測速度跟準(zhǔn)確．（寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出滑塊A碰前的速度；
（2）根據(jù)速度公式同理求出碰后AB的速度，再由動量定義求出碰撞前后的動量；
（3）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中光電門以及氣墊導(dǎo)軌的作用分析實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)．

解答 解：（1）檔光片距離為6mm=0.006m，碰撞前滑塊A的速度為v_A=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.006}{10.01×1{0}^{-3}}$=0.60 m/s；
（2）由1同理可知，碰后A的速度v_A'=$\frac{0.006}{29.99×1{0}^{-3}}$=0.20m/s；
v'_B=$\frac{0.006}{9.99×1{0}^{-3}}$=0.60m/s；
設(shè)A的初速度方向?yàn)檎�方向，則碰前動量P₁=m_Av_A=0.3×0.60=0.18kgm/s；
P₂=m_Av_A'+m_Bv_B'=0.3×0.20+0.2×0.60=0.18kg•m/s；
（3）本實(shí)驗(yàn)中基本檔以消除摩擦力的影響，同時使用光電門測速度更準(zhǔn)確；
故答案為：（1）0.60；（2）0.18、0.18 （3）可以基本消除摩擦力或者用光電門測速度更準(zhǔn)確

點(diǎn)評 本題考查利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道利用平均速度求解物體速度的方法，同時掌握動量守恒定律的基本內(nèi)容．