Question

【題目】利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為m的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為f。氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動。圖乙為某次實驗打出的點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位。

（1）碰撞前，兩滑塊的動量大小分別為_______、_______，兩滑塊的總動量大小為______；碰撞后，兩滑塊的總動量大小為_______。

（2）s1、s2和s3滿足什么關(guān)系，說明兩滑塊相碰過程動量守恒？答：________。重復(fù)上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)總是相等，則動量守恒定律得到驗證。

Answer 1

【答案】0.2mfs3 0.2mfs1 0.2mf（s1-s3） 0.4mfs2

【解析】

（1）[1][2]由圖乙結(jié)合實際情況可以看出，和是兩物體相碰前打出的紙帶，是相碰后打出的紙帶，在紙帶上以等間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，中間有5個間隔，打點計時器所用電源的頻率均為f；所以碰撞前物體的速度分別為

碰撞后兩物體共同速度

所以碰前兩物體動量分別為

[3][4]設(shè)p1方向為正方向，則碰前兩滑塊的總動量為

碰后總動量

（1）[5]若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)總是相等,則說明兩滑塊相碰過程動量守恒，即

所以有

化簡后可得

滿足關(guān)系式說明兩滑塊相碰過程動量守恒。