Question

【題目】為了驗證動量守恒定律。圖所示的氣墊導軌上放著兩個滑塊，滑塊A的質量為500g，滑塊B的質量為200g。每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器的頻率均為50Hz。調節設備使氣墊導軌正常工作后，連通兩個打點計時器的電源，并讓兩個滑塊以不同的速度相向運動，碰撞后粘在一起繼續運動。圖乙為紙帶上選取的計數點，每兩個計數點之間還有四個點沒有畫出。

（1）判斷氣墊導軌是否處于水平，下列措施可行的是________(填字母代號)。

A．將某個滑塊輕放在氣墊導軌上，看滑塊是否靜止

B．讓兩個滑塊相向運動，看是否在軌道的中點位置碰撞

C．給某個滑塊一個初速度，看滑塊是否做勻速直線運動

D．測量氣墊導軌的兩個支架是否一樣高

（2）根據圖乙提供的紙帶，計算碰撞前兩滑塊的總動量大小p=________kg·m/s；碰撞后兩滑塊的總動量大小為p′=________kg·m/s。多次實驗，若碰撞前后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證。(結果均保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】AC 0.28 0.28

【解析】

（1）[1]氣墊導軌處于水平，滑塊受力平衡，故如果將滑塊輕放在氣墊導軌上，滑塊應靜止，而如果給滑塊一初速度，則滑塊將做勻速運動；而兩滑塊相向運動時在中點相遇因速度不同，故不一定說明它們做勻速運動；導軌兩支架水平但如果桌面不平則也不會水平，故測量支架高度的方法也不可行，故AC正確，BD錯誤；
（2）[2][3]由題意可知，圖中兩點間的時間間隔為：T=0.02×5=0.1s

碰前A在0.1s內的位移為：

xA=8.02cm=0.0802m

B的位移為：

xB=6.00cm=0.0600m

碰后共同在0.1s內的位移為：

x=4.00cm=0.0400m

由圖可知，滑塊A碰前速度為：

B的速度為：

設向右為正方向，碰前動量為：

P1=mAvA-mBvB=0.5×0.8-0.2×0.6=0.28kgm/s

碰后兩物體一定合在一起，向右運動，速度為：

碰后的動量為：

P2=（mA+mB）v=（0.5+0.2）×0.4=0.28kgm/s