Question

【題目】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：

a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；

b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；

c．在A和B間放入一個被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；

d．用刻度尺測出滑塊A的左端至擋板C的距離L1；

e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下滑塊A、B分別到達擋板C、D的運動時間t1和t2。

(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_________________。

(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是_________，上式中算得A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是：

①______________________________________；

②______________________________。

(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？如能，請寫出表達式。如不能，請說明理由________。

Answer 1

【答案】滑塊到擋板的距離 氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差 滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差

【解析】

(1)[1]為了驗證動量守恒定律，需要測出滑塊運動的速度，所以需要測量滑塊到擋板的距離。

(2)[2]兩滑塊動量守恒，滿足

滑塊脫離彈簧后在導(dǎo)軌上做勻速直線運動

，

代入解得需要滿足的方程

[3]氣墊導(dǎo)軌可能不水平導(dǎo)致誤差。

[4]滑塊受到空氣的阻力作用而導(dǎo)致誤差。

(3)[5]彈簧從壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長，彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為滑塊動能，根據(jù)能量守恒定律

代入速度，解得彈性勢能的表達式