Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。水平氣墊導軌（軌道與滑塊間的摩擦力忽略不計）上裝有兩個光電計時裝置C和D，可記錄遮光片的遮光時間；滑塊A、B靜止放在導軌上。

實驗步驟如下：

①調節氣墊導軌水平；

②測量滑塊A、B的質量分別為mA、mB；

③測量滑塊A、B上遮光片的寬度分別為d1、d2

④給滑塊A一個向右的瞬時沖量，讓滑塊A經過光電計時裝置C后，再與靜止的滑塊B發生碰撞，之后B、A依次通過光電計時裝置D：

⑤待B、A完全通過光電計時裝置D后用手按住：

⑥記錄光電計時裝置C顯示的時間t1和裝置D顯示的時間t2、t3.

回答下列問題：

（1）調節氣墊導軌水平時，判斷導軌水平的方法是_____

（2）完成上述實驗步驟需要的測量工具有_____（填選項前的字母代號）

A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.游標卡尺

（3）按照該同學的操作，若兩滑塊相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_____（用實驗中測量的量表示）。

（4）通過實驗來“驗證動量守恒定律”，不論采用何種方案，都要測得系統內物體作用前后的速度。用光電計時裝置，比用打點計時器測速度的優勢是_____（寫出一條即可）

Answer 1

【答案】在調整氣墊導軌水平時。滑塊不掛鉤碼和細線，接通氣源后，給滑塊一個初速度，使它從軌道左端向右運動，發現滑塊通過光電門1的時間等于通過光電門2的時間即可 AD 打點計時器還需要測量各段的位移大小，存在一定偶然的誤差，而光電計數器時間的誤差更小

【解析】

（1）[1]在調整氣墊導軌水平時。滑塊不掛鉤碼和細線，接通氣源后，給滑塊一個初速度，使它從軌道左端向右運動，發現滑塊通過光電門1的時間等于通過光電門2的時間即可。

（2）[2]根據題目中實驗的步驟，結合實驗的原理可知，還沒有測量的物理量為滑塊的質量以及遮光片的寬度，所以需要的實驗器材為托盤天平（帶砝碼）、刻度尺（或游標卡尺）；故AD符合題意BC不符合題意。

（3）[3]若兩滑塊相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為：

mAv1＝mAv2+mBv3

三個速度分別為：

v1=，v2=，v3=

聯立可得：

；

（4）[4]打點計時器還需要測量各段的位移大小，存在一定偶然的誤差，而光電計數器時間的誤差更小。