Question

【題目】某同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、光電門等組成，氣墊導(dǎo)軌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，向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣：

②把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌右端，將紙帶客穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并固定在滑塊的右端，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(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向且在同一直線上；

③在小滑塊上固定一個(gè)寬度為的窄遮光片，把滑塊放在氣墊導(dǎo)軌中間附近，使滑塊開始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)；

④先______，然后滑塊一個(gè)向左的初速度，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起向左運(yùn)動(dòng)，滑塊和發(fā)生碰撞，紙帶記錄滑塊碰撞前后的運(yùn)動(dòng)情況，紙帶左端是滑塊碰前運(yùn)動(dòng)的記錄情況，紙帶右端是滑塊碰后運(yùn)動(dòng)的記錄情況。

⑤記錄滑塊通過光電門時(shí)遮光片的遮光時(shí)間；

⑥取下紙帶，重復(fù)步③④⑤，選出理想的紙帶如圖（b）所示，測出遮光片寬度，并計(jì)算遮光片遮光時(shí)間的平均值；

⑦測得滑塊的質(zhì)量為，滑塊的質(zhì)量為。

完善實(shí)驗(yàn)步驟④的內(nèi)容。

(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量大小為______；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量大小為______（保留三位有效數(shù)字）。

(3)分析碰撞前后的總動(dòng)量本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是：______。

Answer 1

【答案】先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 在允許誤差范圍內(nèi)，通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒

【解析】

（1）[1]為了打點(diǎn)穩(wěn)定，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）[2]作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量，

而

所以

[3]作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1和滑塊2的動(dòng)量和，且此時(shí)滑塊1速度v1為

滑塊2速度v2為

以兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量大小

（3）[4] 分析碰撞前后的總動(dòng)量本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是在允許誤差范圍內(nèi)，通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。