Question

2．氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，可忽略滑塊與導(dǎo)軌表面間的阻力影響．現(xiàn)借助其驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置質(zhì)量均為m的A、B（圖中未標(biāo)出）兩滑塊，左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為f．氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．如圖所示的甲和乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的、分別與兩個(gè)滑塊相連的兩條紙帶，在紙帶上以同間距的6個(gè)連續(xù)打點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別測(cè)出其長(zhǎng)度為s₁、s₂和s₃．
（1）若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度，則滑塊A （填“A”或“B”）是與紙帶甲的左 （填“左”或“右”）端相連；
（2）碰撞前A、B兩滑塊的動(dòng)量大小分別為0.2afs₁、0.2afs₃，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證是否成立的表達(dá)式為0.2af（s₁-s₃）=0.4afs₂ （用題目所給的已知量表示）

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律設(shè)置滑塊在 氣墊導(dǎo)軌上碰撞，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的數(shù)據(jù)測(cè)量碰前和碰后的速度，計(jì)算前后的動(dòng)量，多次重復(fù)，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．

解答 解：（1）因碰前A的速度大于B的速度，且碰后速度相同，AB的速度相反，故根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，甲中s₁和s₃是兩物體相碰前打出的紙帶，s₂是相碰后打出的紙帶．所以滑塊A應(yīng)與甲紙帶的左側(cè)相連；
（2）碰撞前物體的速度分別為：
v₁=$\frac{{s}_{1}}{t}$=$\frac{{s}_{1}}{5T}$=0.2s₁f
v₂=$\frac{{s}_{3}}{t}$=0.2s₃f
碰撞后兩物體共同速度：
v=$\frac{{s}_{2}}{t}$=0.2s₂f
所以碰前兩物體動(dòng)量分別為：p₁=mv₁=0.2afs₁，p₂=mv₂=0.2afs₃，
總動(dòng)量為：p=p₁-p₂=0.2af（s₁-s₃）；
碰后總動(dòng)量為：p′=2mv=0.4afs₂．
要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，則一定有：
0.2af（s₁-s₃）=0.4afs₂
故答案為：（1）A； 左；（2）0.2afs₁　0.2afs₃　0.2af（s₁-s₃）=0.4afs₂

點(diǎn)評(píng) 本題考查了關(guān)于動(dòng)量守恒的基礎(chǔ)知識(shí)，要注意氣墊導(dǎo)軌要水平才能滿足動(dòng)量守恒；同時(shí)能根據(jù)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用分析紙帶的連接方法．