Question

在學(xué)習(xí)了“實驗：探究碰撞中的不變量”的實驗后，得出了動量守恒定律，反過來我們可以利用該實驗中的有關(guān)方案來驗證動量守恒定律．下面是某實驗小組選用水平氣墊導(dǎo)軌、光電門的測量裝置來研究兩個滑塊碰撞過程中系統(tǒng)動量的變化情況．實驗儀器如圖所示．

實驗過程：
（1）調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作．
（2）在滑塊1上裝上擋光片并測出其長度L．
（3）在滑塊2的碰撞端面粘上橡皮泥（或雙面膠紙）．
（4）用天平測出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m₁、m₂．
（5）把滑塊1和滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌上，讓滑塊2處于靜止?fàn)顟B(tài)（v₂=0），用滑塊1以初速度v₁與之碰撞（這時光電計時器系統(tǒng)自動計算時間），撞后兩者粘在一起，分別記下滑塊1的擋光片碰前通過光電門的遮光時間t₁和碰后通過光電門的遮光時間t₂．
（6）先根據(jù)以上所測數(shù)據(jù)計算滑塊1碰撞前的速度，其表達(dá)式為v₁=    ，及碰后兩者的共同速度，其表達(dá)式為v=    ；再計算兩滑塊碰撞前后的動量，并比較兩滑塊碰撞前后的動量的矢量和．
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)完成表格內(nèi)容：（表中計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
m₁=0.324kg    m₂=0.181kg    L=1.00×10^-3m

次 數(shù)	滑塊1		滑塊2		碰前系統(tǒng)動量kgms-1		碰后系統(tǒng)動量kgms-1
	v1/ms-1	v/ms-1	v2/ms-1	v/ms-1	m1v1	m2v2	（m1+m2）v
1	0.290	0.184		0.184
2	0.426	0.269		0.269
實驗結(jié)論：

（7）若要證明上述碰撞是非彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為     （用上面所測物理量的符號即m₁、m₂、t₁、t₂、L表示）．

Answer 1

【答案】分析：（6）擋光片的長度與擋光時間的比值是滑塊的速度；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算；分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論．
（7）碰撞過程中有機械能損失的碰撞是非彈性碰撞．
解答：解：（6）滑塊1碰撞前的速度表達(dá)式為v₁=，碰后兩者的共同速度表達(dá)式為v=；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，數(shù)據(jù)如下表所示；由表中實驗數(shù)據(jù)可知：在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)碰撞前后動量矢量和相等，即系統(tǒng)動量守恒．

次 數(shù)	滑塊1		滑塊2		碰前系統(tǒng)動量kgms-1		碰后系統(tǒng)動量kgms-1
	v1/ms-1	v/ms-1	v2/ms-1	v/ms-1	m1v1	m2v2	（m1+m2）v
1	0.290	0.184		0.184	0.0940		0.0929
2	0.426	0.269		0.269	0.138		0.136
實驗結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)碰撞前后動量矢量和相等，即系統(tǒng)動量守恒

（7）在非彈性碰撞中，機械能有損失，即兩滑塊碰撞后，動能減小，碰前系統(tǒng)的動能大于碰后系統(tǒng)的動能，即：
m₁＞（m₁+m₂）．
故答案為：（6）如上表所示；（7）m₁＞（m₁+m₂）．
點評：本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用速度公式可以求出滑塊的速度，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析實驗數(shù)據(jù)即可正確解題．要知道彈性碰撞與非彈性碰撞的概念．