Question

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，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：

a．松开手的同时，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挡板时计时器结束计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂．

b．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．

c．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．

d．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

①实验步骤的顺序是______

②实验中还需要的测量仪器是______

还需要测量的物理量是______

③利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______

④实验中弹簧与A、B滑块的连接是都粘连好还是只粘连一个（A或B），或者都不粘连好？理由是___                                         _．

Answer 1

（1）实验操作的顺序是c、b、d、a；……………1分

（2、3）滑块在气垫导轨上做匀速直线运动，根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度，根据动量守恒定律得，m_Av_A=m_Bv_B，又v_A=，v_B=，则m_A =m_B

可知还需要测量A、B的质量m_A、m_B，所需的器材是天平．……………2分（每空1分）

（4）只与A、B中的某一个粘连好，这样把弹簧的质量考虑进去，会减小系统误差．最好不要和A、B都粘连，否则A、B可能碰不到C、D，使计时误差大．………2分（答案具有开放性）．

【思路点拨】在分析实验时，要将速度表达式换成位移与时间的比值，因为动量守恒表达式中有质量，那么必须用天平测量，只与A、B中的某一个粘连好，这样把弹簧的质量考虑进去，会减小系统误差，这样的实验效果更好。