Question

【题目】利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力。让滑块A在左侧倾斜轨道的P点由静止释放，然后与静止在光电门C和光电门D之间的滑块B发生碰撞，如图所示。

(1)实验中滑块B备有甲乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A碰撞后会粘在一起。若要求碰撞时动能损失最大，则应选用____种滑块(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞时动能损失最小，则应选用____种滑块(填“甲”或“乙”)；

(2)某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B进行实验，两滑块的质量分别为mA和mB，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1，与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为t2，则在误差允许的范围内，只需验证等式____________________成立即说明碰撞过程中mA和mB系统动量守恒；

(3)在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，那么滑块A和滑块B的质量之比为mA︰mB=________。

Answer 1

【答案】乙　　　　　（2） 甲（mA+mB）t1 = mA/ t1或（mA+mB）/ t21：2

【解析】

(1) 若要求碰撞时动能损失最大，则应选用左端装有橡皮泥的乙种滑块。

若要求碰撞时动能损失最小，则应选用左端装有弹性圈的甲种滑块。

(2)设遮光条宽度为d，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1，则滑块A通过光电门C的速度；与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为t2，则滑块A与滑块B粘在一起后通过光电门D的速度；若碰撞过程中mA和mB系统动量守恒，则，即，整理得：或。

(3) 某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，则，解得：。