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气垫导轨是一种力学实验设备.它通过导轨表面上小孔喷出的压缩空气,在导轨表面与滑块之间形成一层很薄的“气垫”将滑块浮起,使滑块能在导轨上作近似于无摩擦的运动.如图所示,计时器与光电门连结,能够记录安装在滑块上的遮光板通过光电门时的遮光时间.已知遮光板的宽度为Δx,现在利用这套设备验证完全非弹性碰撞情形下的动量守恒定律.

一位同学的实验操作过程如下:

①接通气源,将气垫导轨调成滑块在导轨上作匀速运动的状态.

②将两个光电门a、b固定在导轨上,并隔开一段距离.将侧面安有橡皮泥的滑块2静止在两光电门a、b之间,滑块1放在光电门a的外侧,轻轻将滑块1推向滑块2,记下安装在滑块1上的遮光板通过光电门a时的遮光时间Δt1

③两滑块相碰后,粘连在一起运动,记下遮光扳通过光电门b的时间Δt2

④请按上述步骤重复数次,即可验证动置守恒定律.

请回答下列关于该实验的问题.

(1)步骤①中调整滑块在导轨上作匀速运动的状态(填是、否)________必要理由:________

(2)利用这次实验所记录下的物理量能否验证了动量守恒定律.若能,请用所测量表示该定律;若不能,请说明还需要测量哪些量,并用所测量表示该定律.

答案:
解析:

  (1)有必要(1分) 为便于测出滑块碰撞前后的速度(2分)

  (2)不能.(1分) 还需要测量滑块1和滑块2的质量m1和m2(2分)

  实验结论:(2分)


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”.光电计时器和气垫导轨是一种研究物体运动情况的常见仪器,如图乙所示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.当物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.实验前需要调节气垫导轨使之平衡.为了测量滑块的加速度a,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t,用天平测钩码的质量m和滑块的质量M,测出滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L,测得遮光条的宽度d(d<L).
(1)小车的加速度表达式a=
d2
2Lt2
d2
2Lt2
(用字母表示)
(2)实验中如把砝码的重力当作小车的合外力F,作出a-F图线,如图丙中的实线所示.试分析:图线不通过坐标原点O的原因是
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力过度
,曲线上部弯曲的原因是
没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m
没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m

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科目:高中物理 来源:专项题 题型:计算题

为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3cm的遮光板。滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.29s,通过第二个光电门的时间为△t2=0.11s,遮光板从开始遮住第一个光门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=3.57s,求滑块的加速度。(气垫导轨是一种近似无阻力的力学实验装置。它是由气源将压缩空气注入导轨型腔,从导轨表面的小孔喷出气流,在导轨与滑行器之间形成气垫膜,使滑行器浮起。滑行器在导轨上作近似无阻力的直线运动,构成如图所示。)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(09年山西实验中学月考)(8分)气垫导轨是一种力学实验设备。它通过导轨表面上小孔喷出的压缩空气,在导轨表面与滑块之间形成一层很薄的“气垫”将滑块浮起,使滑块能在导轨上作近似于无摩擦的运动。如图所示,计时器与光电门连结,能够记录安装在滑块上的遮光板通过光电门时的遮光时间。已知遮光板的宽度为,现在利用这套设备验证完全非弹性碰撞情形下的动量守恒定律。

   

       一位同学的实验操作过程如下:

       ①接通气源,将气垫导轨调成滑块在导轨上作匀速运动的状态。

②将两个光电门a、b固定在导轨上,并隔开一段距离。将侧面安有橡皮泥的滑块2静止在两光电门a、b之间,滑块1放在光电门a的外侧,轻轻将滑块1推向滑块2,记下安装在滑块1上的遮光板通过光电门a时的遮光时间△t1

③两滑块相碰后,粘连在一起运动,记下遮光扳通过光电门 b的时间△t2

④请按上述步骤重复数次,即可验证动置守恒定律。

       请回答下列关于该实验的问题。

(1)步骤①中调整滑块在导轨上作匀速运动的状态(填是、否)    必要理由:                                                         

(2)利用这次实验所记录下的物理量能否验证了动量守恒定律。若能,请用所测量表示该定律;若不能,请说明还需要测量哪些量,并用所测量表示该定律。

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

气垫导轨是一种常用的实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,这样滑块在导轨上的运动可视为与导轨间无摩擦,如题图气垫导轨的实验装置如图甲所示,利用带有竖直挡光片的滑块,就可以完成许多力学实验,光电计时器及其光电门的结构如图乙所示,a、b分别是光电门中彼此正对的激光发射和接收装置。挡光片结构如图丙所示,两挡光条之间的距离Δx很小(约2~3 cm)。当挡光片的两遮光部分从a、b间通过时,光电计时器就可以显示两次开始挡光的时间,由此可以较准确测量出挡光片的左右两挡光条通过光电门的时间间隔Δt,这样就可以表示出滑块通过光电门时的速度。

利用气垫导轨来验证牛顿第二定律

(1)使用气垫导轨来验证牛顿第二定律时,首先通过调螺钉使气垫导轨水平,其具体检测导轨水平的方法可以是:                                                   

(2)若滑块[包括挡光片]和砝码[连接滑块和砝码的轻绳跨过导轨右端的光滑定定滑轮]的质量分别为M和m(M>m),滑块从静止释放后,向右做匀加速运动,先后通过光电门1和2(两光电门之间距离为x),结果光电门1和2的示数分别为Δt1和Δt2,滑块上挡光片的两挡光条间距为Δx,则滑块通过光电门1时的速度v1=             ,通过光电门2时的速度v2=             。利用匀速直线运动的规律可求得滑块运动的加速度a =         (用v1、v2、x表示),则近似验证牛顿第二定律的表达式为:                     ;(用M、m、a、g表示)

(3)本实验的器材除气垫导轨、天平、砝码、滑块[包括挡光片]和光电计时器之外,不仅需要器材用                测出两光电门的间距x,还需要测出两挡光条的间距Δx,为使测量尽可能精确,测Δx时应使用的测量器材是                  

(4)若本实验中近似验证牛顿第二定律仍有误差,其主要原因是:

                                                                         

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