Question

【題目】用如圖所示的裝置可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,在滑塊A和B相碰的端面上裝上彈性碰撞架,它們的上端裝有等寬的擋光片。

（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平,借助光電門來(lái)檢驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌是否水平的方法是________.

（2）為了研究?jī)苫瑝K所組成的系統(tǒng)在彈性碰撞和完全非彈性碰撞兩種情況下的動(dòng)量關(guān)系,實(shí)驗(yàn)分兩次進(jìn)行。

第一次：讓滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置。給A一個(gè)向右的初速度,通過(guò)光電門1的時(shí)間為,A與B碰撞后又分開,滑塊A再次通過(guò)光電門1的時(shí)間為,滑塊B通過(guò)光電門2的時(shí)間為

第二次：在兩彈性碰撞架的前端貼上雙面膠,同樣讓滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置。給A一個(gè)向右的初速度,通過(guò)光電門1的時(shí)間為,A與B碰撞后粘連在一起,滑塊B通過(guò)光電門2的時(shí)間為

為完成該實(shí)驗(yàn),還必須測(cè)量的物理量有_______(填選項(xiàng)前的字母)。

A．擋光片的寬度d B．滑塊A的總質(zhì)量

C．滑塊B的總質(zhì)量 D．光電門1到光電門2的間距L

（3）在第二次實(shí)驗(yàn)中若滑塊A和B在碰撞的過(guò)程中動(dòng)量守恒,則應(yīng)該滿足的表達(dá)式為________(用已知量和測(cè)量量表示)。

（4）在第一次實(shí)驗(yàn)中若滑塊A和B在碰撞的過(guò)程中機(jī)械能守恒,則應(yīng)該滿足的表達(dá)式為____________(用已知量和測(cè)量量表示）

Answer 1

【答案】使其中一個(gè)滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，看滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間是否相等；若相等，則導(dǎo)軌水平 BC

【解析】

（1）在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，接通氣源后，使滑塊靜止于導(dǎo)軌的任何位置或接通氣源后，給滑塊一個(gè)初速度，使滑塊通過(guò)兩光電門的時(shí)間相等；（2、3）根據(jù)速度公式可求得碰后兩物體的速度，再根據(jù)動(dòng)量守恒定律即可確定應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式，從而確定應(yīng)測(cè)量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式即可。

解：（1）使其中一個(gè)滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，看滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間是否相等；若相等，則導(dǎo)軌水平；（2）本實(shí)驗(yàn)中需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，所以在實(shí)驗(yàn)中必須要測(cè)量質(zhì)量和速度，速度可以根據(jù)光電門的時(shí)間求解，而質(zhì)量通過(guò)天平測(cè)出，同時(shí)，遮光板的寬度可以消去，所以不需要測(cè)量遮光片的寬度；故BC正確，AD錯(cuò)誤，故選BC；（3）在第二次實(shí)驗(yàn)中，碰撞后AB速度相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：，根據(jù)速度公式可知，，代入則有： ；（4）在第一次實(shí)驗(yàn)中，碰撞前A的速度為，碰撞后A的速度為，B的速度為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：，代入則有：。