Question

【題目】用如圖所示的裝置可以驗證動量守恒定律,在滑塊A和B相碰的端面上裝上彈性碰撞架,它們的上端裝有等寬的擋光片。

（1）實驗前需要調節氣墊導軌水平,借助光電門來檢驗氣墊導軌是否水平的方法是________.

（2）為了研究兩滑塊所組成的系統在彈性碰撞和完全非彈性碰撞兩種情況下的動量關系,實驗分兩次進行。

第一次：讓滑塊A置于光電門1的左側,滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當位置。給A一個向右的初速度,通過光電門1的時間為,A與B碰撞后又分開,滑塊A再次通過光電門1的時間為,滑塊B通過光電門2的時間為

第二次：在兩彈性碰撞架的前端貼上雙面膠,同樣讓滑塊A置于光電門1的左側,滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當位置。給A一個向右的初速度,通過光電門1的時間為,A與B碰撞后粘連在一起,滑塊B通過光電門2的時間為

為完成該實驗,還必須測量的物理量有_______(填選項前的字母)。

A．擋光片的寬度d B．滑塊A的總質量

C．滑塊B的總質量 D．光電門1到光電門2的間距L

（3）在第二次實驗中若滑塊A和B在碰撞的過程中動量守恒,則應該滿足的表達式為________(用已知量和測量量表示)。

（4）在第一次實驗中若滑塊A和B在碰撞的過程中機械能守恒,則應該滿足的表達式為____________(用已知量和測量量表示）

Answer 1

【答案】使其中一個滑塊在導軌上運動，看滑塊經過兩光電門的時間是否相等；若相等，則導軌水平 BC

【解析】

（1）在調整氣墊導軌水平時，接通氣源后，使滑塊靜止于導軌的任何位置或接通氣源后，給滑塊一個初速度，使滑塊通過兩光電門的時間相等；（2、3）根據速度公式可求得碰后兩物體的速度，再根據動量守恒定律即可確定應驗證的表達式，從而確定應測量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根據機械能守恒定律列式即可。

解：（1）使其中一個滑塊在導軌上運動，看滑塊經過兩光電門的時間是否相等；若相等，則導軌水平；（2）本實驗中需要驗證動量守恒，所以在實驗中必須要測量質量和速度，速度可以根據光電門的時間求解，而質量通過天平測出，同時，遮光板的寬度可以消去，所以不需要測量遮光片的寬度；故BC正確，AD錯誤，故選BC；（3）在第二次實驗中，碰撞后AB速度相同，根據動量守恒定律有：，根據速度公式可知，，代入則有： ；（4）在第一次實驗中，碰撞前A的速度為，碰撞后A的速度為，B的速度為，根據機械能守恒定律有：，代入則有：。