Question

4．氣墊導(dǎo)軌是一種實(shí)驗(yàn)輔助儀器，利用它可以非常精確地完成多個(gè)高中物理實(shí)驗(yàn)，滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可認(rèn)為不受摩擦阻力，現(xiàn)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
（1）對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行調(diào)節(jié)平衡，使氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)都正常工作，在導(dǎo)軌上只放置滑塊a．調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕，輕推滑塊，觀(guān)察滑塊通過(guò)兩光電門(mén)的時(shí)間，當(dāng)滑塊a通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)所用時(shí)間相等時(shí)，說(shuō)明導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）使用天平測(cè)得滑塊a、b質(zhì)量分別為m_a、m_b，然后按如圖所示方式放在氣墊導(dǎo)軌上．使滑塊a獲得向右的速度，滑塊a通過(guò)光電門(mén)1后與靜止的滑塊b碰撞并粘在一起，遮光條通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間分別為t₁、t₂，則上述物理量間如果滿(mǎn)足關(guān)系式$\frac{{m}_{a}}{{t}_{1}}=\frac{{m}_{a}+{m}_}{{t}_{2}}$，則證明碰撞過(guò)程中兩滑塊的總動(dòng)量守恒．

Answer 1

分析 （1）明確勻速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，知道滑塊運(yùn)動(dòng)的速度保持不變，從而確定判斷導(dǎo)軌水平的方法；
（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律可明確表達(dá)式，再根據(jù)光電門(mén)確定對(duì)應(yīng)的速度，從而確定應(yīng)證明的表達(dá)式．

解答 解：（1）如果導(dǎo)軌水平滑塊a將在上面做勻速運(yùn)動(dòng)，因此通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)所用的時(shí)間相等；
（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，m_av₁=（m_a+m_b）v₂
根據(jù)速度公式可知v₁=$\fracs0esioe{{t}_{1}}$；v₂=$\fracokmcq2w{{t}_{2}}$；
代入上式可得應(yīng)滿(mǎn)足的公式為：
$\frac{{m}_{a}}{{t}_{1}}=\frac{{m}_{a}+{m}_}{{t}_{2}}$
故答案為：（1）滑塊a通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)所用時(shí)間相等；（2）$\frac{{m}_{a}}{{t}_{1}}=\frac{{m}_{a}+{m}_}{{t}_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道滑塊在導(dǎo)軌上可以認(rèn)為不受阻力，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，同時(shí)掌握根據(jù)光電門(mén)研究滑塊運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法．