Question

【题目】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，气垫导轨装置如下图甲所示，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，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．

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和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；已知碰后两滑块一起运动；

⑥先接通电源，后放开滑块1.让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较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.

(1)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前质量与速度的乘积之和为_________kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为________kg·m/s.(保留3位有效数字)

(2)试说明(1)问中两结果不完全相等的主要原因是_______________________

Answer 1

【答案】 0.620 0.618 纸带与打点计时器的限位孔有摩擦

【解析】(1)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：

碰撞前滑块1的动量为：P1=m1v1=0.310×=0.620kgm/s，

滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kgm/s；

碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为：P2=(m1+m2)v2=(0.310+0.205)×=0.618kgm/s。

(3)因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用，并时还有空气阻力等因素存在；从而使两结果并不完全相同，但在误差允许的范围内，可以认为动量守恒。