Question

1．如圖，為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為M的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器打點時間間隔均為T．氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動．圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以等間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s₁、s₂和s₃．若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為10s₁、10s₃，兩滑塊的總動量大小為10M（s₁-s₃）；碰撞后兩滑塊的總動量大小為20Ms₂．重復上述實驗，多做幾次．若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證．

Answer 1

分析 本實驗為了驗證動量守恒定律設置滑塊在 氣墊導軌上碰撞，用打點計時器紙帶的數據測量碰前和碰后的速度，計算前后的動量，多次重復，在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證．

解答 解：在紙帶上以等間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，中間有5個間隔；
由圖乙結合實際情況可以看出，s₁和s₃是兩物體相碰前打出的紙帶，s₂是相碰后打出的紙帶．所以碰撞前物體的速度分別為：
v₁=$\frac{{s}_{1}}{t}=\frac{{s}_{1}}{T}=\frac{{s}_{1}}{0.1}=10{s}_{1}$
v₂=$\frac{{s}_{3}}{t}=\frac{{s}_{3}}{T}=10{s}_{3}$
同理碰撞后兩物體共同速度：
v=$\frac{{s}_{2}}{t}=10{s}_{2}$
所以碰前兩物體動量分別為：p₁=Mv₁=10Ms₁，p₂=Mv₂=10Ms₃，總動量p=p₁-p₂=10M（s₁-s₃）；碰后總動量p′=2Mv=20Ms₂．
故答案為：10s₁　10s₃　10M（s₁-s₃）　20Ms₂．

點評 考查了關于動量守恒的基礎知識，要注意氣墊導軌要水平才能滿足動量守恒，知道計算物體的動量的方法．這是一道基礎實驗題．