Question

16．利用頻閃照相機和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，步驟如下：
①用天平測出滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g和400g；
②安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；
③向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣
④把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，并分別給他們初速度，同時開始閃光照片，閃光的時間間隔為0.2s，照片如圖所示
該照片是閃光4次攝得的．在這4次閃光的瞬間，A、B兩滑塊均放在0～80cm刻度范圍內(nèi)；第一次閃光，滑塊A恰好通過x=30cm處，滑塊B恰好通過x=70cm處；第二次閃光時，兩滑塊恰好同時到達x=50cm處相碰；滑塊A在第三次閃光與第一次閃光時的位置相同；碰后滑塊B處于靜止?fàn)顟B(tài)．取向右為正方向，碰撞前兩滑塊的總動量是-0.2kg•m/s，碰撞后兩滑塊的總動量是-0.2kg•m/s．

Answer 1

分析 明確題意，知道碰撞前后兩物體的位移，再通過速度公式計算求出對應(yīng)的速度，根據(jù)動量計算公式求出碰撞前后系統(tǒng)的總動量．

解答 解：取向右為正方向，則由題意可知，碰前滑塊A在0.2s內(nèi)的位移和速度分別為：
x_A=20cm=0.2m；
V_A=$\frac{x_{A}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；
則碰前的A的動量為：
P_A=m_Av_A=0.2×1=0.2kgm/s；
碰前滑塊B的位移為：
x_B=20cm=0.2m
則其速度為：
v_B=$\frac{x_{B}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；方向向左，
故動量為：P_B=-m_Bv_B=0.4×1=-0.3kgm/s；
因此碰前總動量為：P=P_A+P_B=0.2-0.4=-0.2kgm/s；
碰后B靜止，而A向左勻速運動，0.2s的位移為：x_A'=20cm=0.2m；
故碰后A 的速度為為：v_A=$\frac{x′_{A}}{t}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1m/s；方向向左；
則碰后的總動量為：P'=m_Av_A'=-0.2×1=-0.2kgm/s；
故答案為：-0.2；-0.2

點評 本題利用氣墊導(dǎo)軌進行驗證動量守恒定律的實驗，要求能明確實驗原理，注意碰撞前后兩物體的位置從而明確位移和速度，再根據(jù)動量守恒定律列式即可求解．