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【題目】某同學利用電火花計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗。氣墊導軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在氣墊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。

下面是實驗的主要步驟:

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把電火花計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側,將紙帶穿過電火花計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端,調節電火花計時器的高度,直至滑塊1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(包括橡皮泥)放在氣墊導軌的中間,滑塊1與滑塊2(包括橡皮泥)碰撞后一起運動;

⑥先啟動電火花計時器(接通電火花計時器電源),然后釋放滑塊1,讓滑塊1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乙所示;

⑧測得滑塊1的質量為310 g,滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205 g。

(1)已知電火花計時器每隔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)

(2)試說明(1)中兩結果不完全相等的主要原因:__________________________

【答案】 (1)0.620 0.618 (2)紙帶和限位孔之間有摩擦

【解析】 (1)碰撞前滑塊1的動量為m1v1=0.310× kg·m/s=0.620 kg·m/s,滑塊2的動量為零,所以碰撞前的總動量為0.620 kg·m/s;碰撞后滑塊1、2速度相等,所以碰撞后的總動量為(m1m2)v2=(0.310+0.205)× kg·m/s=0.618 kg·m/s。

(2)兩結果不完全相等的主要原因:紙帶和限位孔之間有摩擦;

練習冊系列答案
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