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实验：验证动量守恒定律
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气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以
网友投稿 2022-11-17 00:00:00 零零社区
◎ 题目
气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m
A
、m
B
；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L
1
；
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t
1
和t
2
；
（1）实验中还应测量的物理量是______；
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是______；
（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．如果不能，请说明理由．
◎ 答案
（1）因系统水平方向动量守恒即m
A
v
A
-m
B
V
B
=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有v
A
=
L
1
t
1
，V
B
=
L
2
t
2
，
即m
A
L
1
t
1
-m
B
L
2
t
2
=0．
所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L
2
．
（2）由（1）分析可知验证动量守恒定律的表达式是m
A
L
1
t
1
-m
B
L
2
t
2
=0．
产生误差的原因是测量m
A
、m
B
、L
1
、L
2
、t
1
、t
2
时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦．
（3）能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小．
根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能E
p
=
1
2
m
A
V
A
2
+
1
2
m
B
v
B
2
，
将v
A
=
L
1
t
1
，V
B
=
L
2
t
2
，代入上式得E
p
=
1
2
（
m
A
L
21
t
21
+
m
B
L
22
t
22
）．
故答案为：（1）滑块B的右端到D挡板的距离L
2
．（2）
m
A
L
1
t
1
=
m
B
L
2
t
2
；测量m
A
、m
B
、L
1
、L
2
、t
1
、t
2
时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦．
（3）能．E
p
=
1
2
（
m
A
L
21
t
21
+
m
B
L
22
t
22
）．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】，【实验：验证动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/380139.html
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