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(2005•淮安模拟)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

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/16 23:10:07
(2005•淮安模拟)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mA、mB
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L1
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t1和t2
(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
mA
L
(1)因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=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vA=
L1
t1,VB=
L2
t2,
即mA
L1
t1-mB
L2
t2=0.
所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2
(2)由(1)分析可知验证动量守恒定律的表达式是mA
L1
t1-mB
L2
t2=0.
产生误差的原因是测量mA、mB、L1、L2、t1、t2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Ep=
1
2mAVA2+
1
2mBvB2
将vA=
L1
t1,VB=
L2
t2,代入上式得Ep=
1
2(
mA
L21

t21+
mB
L22

t22).
故答案为:(1)滑块B的右端到D挡板的距离L2.(2)mA
L1
t1=m