Question

【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗．氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入的壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差．

（1）下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平；

②向氣墊導軌通入壓縮空氣；

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器并固定在滑塊1的左端，調節打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；

⑥先__________________（選填“接通電源再釋放滑塊1”或“釋放滑塊1再接通電源”），讓滑塊帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1（包括撞針）的質量310 g，滑塊2（包括橡皮泥）的質量為210 g．

（2）紙帶的________（選填“左”或“右”）側和滑塊1相連．

（3）已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為_________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為_________kg·m/s（結果均保留三位有效數字）．

（4）試說明（3）中兩結果不完全相等的主要原因可能是____________________．

Answer 1

【答案】按通電源再釋放滑塊1 右 0.620 0.614 紙帶與打點計時器限位孔之間有摩擦力的作用

【解析】

(1) ⑥[1] 使用打點計時器時，為了減小誤差盡量多的利用紙帶，要接通電源再釋放滑塊1；

(2)[2] 放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發生碰撞后跟2一起做勻速運動，碰撞前的速度大于碰撞后的速度，故紙帶的右側與滑塊相連；

(3)[3][4] 放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發生碰撞后跟2一起做勻速運動，根據紙帶的數據得：碰撞前滑塊1的動量為：

滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620kgm/s，碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動量為：

(4)[5] 結果不完全相等是因為紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用。