Question

某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图13-1-10(a)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，向导轨空腔内不断通入压缩空气，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．

图13-1-10

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与弹射架并固定在滑块1的左端，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1-1-32(b)所示；

⑧测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g．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，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s(保留三位有效数字)．

(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是

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Answer 1

解　(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块．

(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p₀＝m₁v₀.

v₀＝ m/s＝2 m/s，

p₀＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s.

作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，

且此时两滑块具有相同的速度v，

v＝ m/s＝1.2 m/s，

p＝(m₁＋m₂)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s

＝0.618 kg·m/s.

(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．

答案　(1)接通打点计时器的电源　放开滑块

(2)0.620　0.618　(3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦