Question

16．如圖是用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律的實驗裝置，采用的實驗步驟如下：
a．用天平分測出滑塊A、B的質(zhì)理m_A、m_B；
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；
c．在A和B間放入一個被壓縮的輕弱簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；
d．用刻度尺測出滑塊A的左端至C擋板的距離L₁；
e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下滑塊A、B分別到達擋板C、D的運動時間t₁和t₂；
（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量是B的右端至D板的距離L₂；
（2）利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0；
（3）上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，除測量帶來的誤差外，產(chǎn)生誤差的原因還有氣墊導(dǎo)軌不水平造成誤差（回答一點即可）．

Answer 1

分析 （1）要驗證動量守恒定律需要知道物體的質(zhì)量和速度，而速度可以用位移與時間的比值代替，故要測位移；
（2）利用v_A=$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$，V_B=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$，即可將m_Av_A-m_BV_B=0，轉(zhuǎn)化為m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0．
（3）根據(jù)實驗的原理，分析誤差產(chǎn)生的原因．

解答 解：（1）選擇向左為正方向，因系統(tǒng)水平方向動量守恒，即：m_Av_A-m_BV_B=0，
由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有：v_A=$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$，V_B=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$；即m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0，所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L₂．
（2）由（1）分析可知驗證動量守恒定律的表達式是：m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0，
（3）根據(jù)表達式可知造成誤差的原因有：測量時間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差等．
故答案為：（1）B的右端至D板的距離L₂；（2）${m_A}\frac{L_1}{t_1}-{m_B}\frac{L_2}{t_2}=0$；（3）由于阻力造成誤差、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差．（學(xué)生只要答對其中一點即可）

點評 該題中，并沒有直接測量或求出滑塊的速度，而是利用位移與時間的比值表示物體的速度．這是物理實驗中常用的一種方法，要注意掌握．