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。氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成，如圖（a）所示。實驗過程中，由于壓縮空氣從導軌空腔的小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，從而大大減小了滑塊和導軌之間的摩擦．

（1）下面是實驗的主要步驟：

       ①安裝好氣墊導軌，并調整導軌水平；

       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（b）所示；

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

（2）已知打點計時器每隔0.02s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_____________________________．

Answer 1

（1）接通打點計時器的電源    放開滑塊1

（2）0.620    0.618 （3）紙帶與打點計時器限位孔有摩擦

解析：作用前系統的總動量為滑塊1的動量p₀=m₁v₀，其中v₀=0.200/0.1 m/s =2m/s，得p₀=0.31×2=0.620kg·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=0.168/0.14=1.2m/s，p=（m₁+m₂）v=（0.310+0.205）×1.2=0.618 kg·m/s．