Question

【题目】气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块“悬浮”在导轨上，滑块对导轨的压力近似为零，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组验证动量守恒定律的实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：（滑块A、B的质量mA、mB已经给出且不相等）

①调整气垫导轨，使导轨处于水平。

②在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。

③用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2。

④给导轨送气，气流稳定后，按下电钮放开卡销。同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时自动停止计时，从记时器上记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

(1)利用已经给的量和上述测量的实验数据，写出验证动量守恒定律的表达式___________________。

(2)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为________________。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)[1]滑块A、B在弹簧被释放时满足动量守恒定律，得

滑块被弹开后做匀速直线运动，则

，

得

(2)[2]滑块A、B在弹簧被释放时，弹簧的弹性势能转化为两滑块的动能，则根据能量守恒可得