Question

【題目】某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈簧架、光電門等組成．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平并接通兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器，然后充氣，把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間，讓滑塊1通過(guò)彈射架運(yùn)動(dòng)起來(lái)去碰撞滑塊2．

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：滑塊1通過(guò)光電門1的擋光時(shí)間為，反彈后再次通過(guò)光電門1的擋光時(shí)間為；滑塊2通過(guò)光電門2的擋光時(shí)間為．測(cè)出擋光片的寬度為,測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為，滑塊2（包括彈簧）質(zhì)量。以下問(wèn)題中，最終的計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字:

（1）氣墊導(dǎo)軌的作用是 ;

（2）兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前的總動(dòng)量為 kg·m/s,碰撞后的總動(dòng)量為 kg·m/s；

（3）請(qǐng)你繼續(xù)分析本實(shí)驗(yàn)，在誤差允許的范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前、后的總動(dòng)能不變？答： （填“不變”或“變”）．

Answer 1

【答案】（1）a、大大減小了摩擦，b、保證碰撞是一維的 （2）0．05 ,0．05 （3）不變

【解析】

試題分析：（1）a、導(dǎo)軌噴出許多氣體讓滑塊與導(dǎo)軌不接觸而懸浮其上，大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．b、保證兩個(gè)滑塊在一條直線上，碰撞是一維的．

（2）滑塊1碰撞之前的速度v1=d/△t1≈0．50m/s；滑塊1碰撞之后的速度v2=d/△t2≈0．167m/s；滑塊2碰撞后的速度v3=d/△t3=0．33m/s；系統(tǒng)碰撞之前的動(dòng)量m1v1=0．05kg·m/s;系統(tǒng)碰撞之后的動(dòng)量為-m1v2+m2v3≈0．05kg·m/s．

（3）碰撞前的總動(dòng)能;碰撞之后的總動(dòng)能，所以碰撞前后總動(dòng)能不變．