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壓縮空氣，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．

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和彈射架并固定在滑塊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；已知碰后兩滑塊一起運動；

⑥先______________________________，然后____________________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1(包括撞針)的質量為305 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為200 g.

(1)試著完善實驗步驟⑥的內容．

(2)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前質量與速度的乘積之和為____________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質量與速度的乘積之和為___________kg·m/s.(保留3位有效數字)

（3）實驗結論：______________________________________________________________.

Answer 1

【答案】 接通打點計時器電源 再放開滑塊 0.610 0.606 在誤差允許范圍內，系統在碰撞前后滿足動量守恒

【解析】試題分析：使用打點計時器時，先接通電源后釋放紙帶；本實驗為了驗證動量守恒定律設置滑塊在氣墊導軌上碰撞，用打點計時器紙帶的數據測量碰前和碰后的速度，計算前后的動量，多次重復，在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證．

（1）使用打點計時器時，先接通電源后釋放紙帶，所以先接通打點計時器的電源，后放開滑塊1；

（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，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0.610kgm/s；碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動量為：

（3）從（2）中計算的結果來看，在誤差允許范圍內，系統在碰撞前后滿足動量守恒．