Question

16．如圖（a）所示，是某學(xué)習(xí)小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，在氣墊導(dǎo)軌上懸浮停放甲、乙兩滑塊，甲滑塊連接一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶．當(dāng)甲滑塊受到水平向右的瞬時(shí)沖量后，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，甲滑塊運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙滑塊正碰并粘合成一體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，紙帶記錄下碰撞前甲滑塊和碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)情況如圖（b）所示．已測得甲滑塊的質(zhì)量m_甲=0.40kg，乙滑塊的質(zhì)量m_乙=0.18kg，電源頻率為50Hz．由測量結(jié)果可得：
（1）碰撞前甲滑塊運(yùn)動(dòng)速度大小為0.60m/s；碰前兩滑塊的總動(dòng)量為0.40kg•m/s； 碰后兩滑塊的總動(dòng)量為0.23kg•m/s；（所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）；
（2）碰撞前后，兩滑塊的總動(dòng)量并不嚴(yán)格相等，你認(rèn)為引起實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是：紙帶運(yùn)動(dòng)過程中受到摩擦力（測量計(jì)時(shí)點(diǎn)間距離時(shí)誤差等）（答出一個(gè)原因即可）．

Answer 1

分析 （1）分析打出的紙帶，根據(jù)平均速度方法可求得瞬時(shí)速度，再根據(jù)動(dòng)量的定義即可求得碰撞前后的動(dòng)量；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中誤差來自于速度的測量，從而確定引起誤差的原因．

解答 解：（1）由圖（b）知：碰前打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的兩點(diǎn)間的距離約為：x₁=12cm=0.12m；
則甲滑塊運(yùn)動(dòng)的速度大小為：v_甲=$\frac{x_{1}}{T}$=$\frac{0.12}{0.02}$=0.60m/s，
同理可知，碰后甲乙兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)的速度大小為：v_共=0.40m/s，
碰前總動(dòng)量為：P₁=m_甲v_甲=0.40×0.60=0.24kg•m/s，
碰后總動(dòng)量為：P₂=（m_甲+m_乙）v_共=（0.4+0.18）×0.4=0.23kg•m/s
（2）實(shí)驗(yàn)中采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量速度，所以實(shí)驗(yàn)引起誤差的主要原因是：紙帶運(yùn)動(dòng)過程中受到摩擦力（測量計(jì)時(shí)點(diǎn)間距離時(shí)誤差等）
故答案為：（1）0.60，0.24，0.23；（2）紙帶運(yùn)動(dòng)過程中受到摩擦力（測量計(jì)時(shí)點(diǎn)間距離時(shí)誤差等）

點(diǎn)評(píng) 明確甲、乙滑塊的運(yùn)動(dòng)過程，能從紙帶獲取運(yùn)動(dòng)信息，知道紙帶上中間部分計(jì)時(shí)點(diǎn)間距減小的過程是甲、乙相互作用尚未達(dá)到共同速度的過程．理解動(dòng)量守恒定律的成立條件．