Question

13．如圖所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦．在實(shí)驗(yàn)室中我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．松開手的同時(shí)，記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié)束計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t₁和t₂．
b．在A、B間水平放入一個(gè)輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置．
c．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．
d．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L₁；B的右端至D板的距離L₂
（1）實(shí)驗(yàn)步驟的順序是cbda
（2）實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量?jī)x器是天平還需要測(cè)量的物理量是A、B 滑塊的質(zhì)量
（3）利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$=m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$
（4）實(shí)驗(yàn)中彈簧與A、B滑塊是粘連好還是不粘連好？理由是不粘連好，可以避免因漏記彈簧的動(dòng)量而帶來較大的實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定測(cè)量的物理量，以及測(cè)量的步驟，根據(jù)原理列出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)中減小誤差的方法．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先安裝儀器，給導(dǎo)軌充氣，再將兩物體碰撞，測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，故實(shí)驗(yàn)操作的順序是c、b、d、a；
（2、3）滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)A、B運(yùn)行的距離和時(shí)間可以求出分開時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，m_Av_A=m_Bv_B，又v_A=$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$，v_B=$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$，則m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$=m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$．知還需要測(cè)量A、B的質(zhì)量m_A、m_B，所需的器材是天平．
（4）只與A、B中的某一個(gè)粘連好，這樣把彈簧的質(zhì)量考慮進(jìn)去，會(huì)減小系統(tǒng)誤差．不粘連好，否則A、B可能碰不到C、D，使計(jì)時(shí)誤差大．（答案具有開放性）．
故答案為；（1）c、b、d、a；     （2）天平，滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B；
（3）m_A$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$=m_B$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$
（4）不粘連好，可以避免因漏記彈簧的動(dòng)量而帶來較大的實(shí)驗(yàn)誤差                        

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，知道A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒； 并能根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式進(jìn)行分析求解．