Question

【題目】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；

b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；

c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；

d．用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至擋板C的距離L1；

e．按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。

(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_________________。

(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是_________，上式中算得A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是：

①______________________________________；

②______________________________。

(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大�。咳缒�，請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式。如不能，請(qǐng)說(shuō)明理由________。

Answer 1

【答案】滑塊到擋板的距離 氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差 滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差

【解析】

(1)[1]為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度，所以需要測(cè)量滑塊到擋板的距離。

(2)[2]兩滑塊動(dòng)量守恒，滿足

滑塊脫離彈簧后在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

，

代入解得需要滿足的方程

[3]氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差。

[4]滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差。

(3)[5]彈簧從壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為滑塊動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律

代入速度，解得彈性勢(shì)能的表達(dá)式