Question

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，導(dǎo)軌空腔內(nèi)不斷通入的壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．

（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：

①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時(shí)，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑥先____________________，然后________________，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.

試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字．

計(jì)算碰撞前m1v1＋m2v2=________kg·m/s；

碰撞后=________kg·m/s.

計(jì)算碰撞前=________kg·m2/s2；

碰撞后=________kg·m2/s2.

計(jì)算碰撞前=________m/(s·kg)；

碰撞后=________m/(s·kg)．

（3）通過以上計(jì)算可知，碰撞中的不變量應(yīng)是________________________________________________________________________

（4）試說明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 放開滑塊1 0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72 滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開滑塊1.

（2）碰撞前滑塊1的速度

碰撞前滑塊2的速度

碰撞后兩滑塊具有相同的速度

=6.45m/(s·kg)

=9.72m/(s·kg)．

（3）通過以上計(jì)算可知，碰撞中的不變量應(yīng)是滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和．

（4）計(jì)算結(jié)果不完全相等的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦．