Question

13．在用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，左側(cè)滑塊質(zhì)量m₁=170g，右側(cè)滑塊質(zhì)量m₂=110g，擋光片寬度為3.00cm，兩滑塊之間有一壓縮的輕彈簧片，并用細(xì)線連在一起，如圖所示．開(kāi)始時(shí)兩滑塊靜止，燒斷細(xì)線后，兩滑塊分別向左、右方向運(yùn)動(dòng)．左、右擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間分別為△t₁=0.30s、△t₂=0.20s．取向左為正方向，則兩滑塊的速度分別為v₁′=0.1 m/s，v₂′=-0.15 m/s．燒斷細(xì)線前m₁v₁+m₂v₂=0 kg•m/s，燒斷細(xì)線后m₁v₁′+m₂v₂′=0.0005 kg•m/s．可得結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積之和為不變量．

Answer 1

分析 根據(jù)物體經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間可求得滑塊經(jīng)過(guò)光電門的速度，根據(jù)動(dòng)量的定義明確碰撞前后的動(dòng)量，則可明確動(dòng)量是否守恒．

解答 解：擋光片寬度d=3.00cm=0.03m；
由平均速度公式可得：
v′₁=$\frac{0.03}{0.30}$=0.10m/s；
v′₂=$\frac{0.03}{0.20}$=0.15m/s；
因向左為正方向，故m₁速度為沿負(fù)方向；
因燒斷細(xì)線之前，兩物體均靜止，故燒斷細(xì)線前的動(dòng)量為零；
碰后的動(dòng)量為：0.17×0.10+0.11×（-0.15）=0.0005 kg•m/s；
故說(shuō)明碰撞前后在誤差允許的范圍內(nèi)動(dòng)量相等；
故答案為：0.1；-0.15；0；0.0005

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)原理，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確解題的關(guān)鍵；利用位移或位移與時(shí)間的比值表示物體的速度是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法，要注意掌握．