Question

【題目】氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊“懸浮”在導軌上，滑塊對導軌的壓力近似為零，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦。某實驗小組驗證動量守恒定律的實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：（滑塊A、B的質量mA、mB已經給出且不相等）

①調整氣墊導軌，使導軌處于水平。

②在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上。

③用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；B的右端至D板的距離L2。

④給導軌送氣，氣流穩定后，按下電鈕放開卡銷。同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作。當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時自動停止計時，從記時器上記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。

(1)利用已經給的量和上述測量的實驗數據，寫出驗證動量守恒定律的表達式___________________。

(2)利用上述實驗數據還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達式為________________。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)[1]滑塊A、B在彈簧被釋放時滿足動量守恒定律，得

滑塊被彈開后做勻速直線運動，則

，

得

(2)[2]滑塊A、B在彈簧被釋放時，彈簧的彈性勢能轉化為兩滑塊的動能，則根據能量守恒可得