Question

2．為了驗證動量守恒定律．圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌上放著兩個滑塊，滑塊A的質(zhì)量為500g，滑塊B的質(zhì)量為200g．每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器的頻率均為50Hz．調(diào)節(jié)設(shè)備使氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩個滑塊以不同的速度相向運動，碰撞后粘在一起繼續(xù)運動．圖乙為紙帶上選取的計數(shù)點，每兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出．

（1）判斷氣墊導(dǎo)軌是否處于水平，下列措施可行的是AC（填字母代號）．
A．將某個滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，看滑塊是否靜止
B．讓兩個滑塊相向運動，看是否在軌道的中點位置碰撞
C．給某個滑塊一個初速度，看滑塊是否做勻速直線運動
D．測量氣墊導(dǎo)軌的兩個支架是否一樣高
（2）根據(jù)圖乙提供的紙帶，計算碰撞前兩滑塊的總動量大小p=0.28Kg•m/s；碰撞后兩滑塊的總動量大小為p′=0.28Kg•m/s．多次實驗，若碰撞前后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）明確導(dǎo)軌水平時的滑塊的受力特點，從而明確判斷是否水平的方法；
（2）根據(jù)紙帶求出碰撞前后的速度，再由動量公式即可求出碰撞前后的動量大小．

解答 解：（1）氣墊導(dǎo)軌處于水平，滑塊受力平衡，故如果將滑塊輕放在氣墊導(dǎo)軌上，滑塊應(yīng)靜止，而如果給滑塊一初速度，則滑塊將做勻速運動；而兩滑塊相向運動時在中點相遇因速度不同，故不一定說明它們做勻速運動；導(dǎo)軌兩支架水平但如果桌面不平則也不會水平，故測量支架高度的方法也不可行，故AC正確，BD錯誤；
（2）由題意可知，圖中兩點間的時間間隔為：T=0.02×5=0.1s；
碰前A在0.1s內(nèi)的位移為：x_A=8.02cm=0.0802m；
B的位移為：x_B=6.00cm=0.0600m；
碰后共同在0.1s內(nèi)的位移為：x=4.00cm=0.0400m；
由圖可知，滑塊A碰前速度為：v_A=$\frac{0.0802}{0.02×5}$=0.8m/s；
B的速度為：v_B=$\frac{0.0600}{0.02×5}$=0.6m/s；
設(shè)向右為正方向，碰前動量為：P₁=m_Av_A-m_Bv_B=0.5×0.8-0.2×0.6=0.28kgm/s
碰后兩物體一定合在一起，向右運動，速度為：v=$\frac{0.0400}{0.02×5}$=0.4m/s；
碰后的動量為：P₂=（m_A+m_B）v=（0.5+0.2）×0.4=0.28kgm/s；
故答案為：（1）AC；（2）0.28；0.28．

點評 本題考查了關(guān)于動量守恒的基礎(chǔ)知識，要注意氣墊導(dǎo)軌要水平才能滿足動量守恒，同時注意掌握根據(jù)紙帶分析處理數(shù)據(jù)的基本方法．