Question

某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗．氣墊導軌裝置如圖13-1-10(a)所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差．

圖13-1-10

實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平；

②向氣墊導軌通入壓縮空氣；

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調節打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；

⑥先________，然后________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖1-1-32(b)所示；

⑧測得滑塊1的質量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205 g．完善實驗步驟⑥的內容．

(2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為________ kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為________ kg·m/s(保留三位有效數字)．

(3)試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是

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__________________________________________________________________.

Answer 1

解　(1)實驗時應先接通打點計時器的電源，再放開滑塊．

(2)作用前系統的總動量為滑塊1的動量p₀＝m₁v₀.

v₀＝ m/s＝2 m/s，

p₀＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s.

作用后系統的總動量為滑塊1和滑塊2的動量和，

且此時兩滑塊具有相同的速度v，

v＝ m/s＝1.2 m/s，

p＝(m₁＋m₂)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s

＝0.618 kg·m/s.

(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔有摩擦．

答案　(1)接通打點計時器的電源　放開滑塊

(2)0.620　0.618　(3)紙帶與打點計時器限位孔有摩擦