Question

【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验．气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先____________________，然后________________，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.

试完善实验步骤⑥的内容．

（2）已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算结果保留三位有效数字．

计算碰撞前m1v1＋m2v2=________kg·m/s；

碰撞后=________kg·m/s.

计算碰撞前=________kg·m2/s2；

碰撞后=________kg·m2/s2.

计算碰撞前=________m/(s·kg)；

碰撞后=________m/(s·kg)．

（3）通过以上计算可知，碰撞中的不变量应是________________________________________________________________________

（4）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 接通打点计时器的电源 放开滑块1 0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72 滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和 纸带与打点计时器限位孔有摩擦

【解析】（1）实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.

（2）碰撞前滑块1的速度

碰撞前滑块2的速度

碰撞后两滑块具有相同的速度

=6.45m/(s·kg)

=9.72m/(s·kg)．

（3）通过以上计算可知，碰撞中的不变量应是滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和．

（4）计算结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．