Question

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、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，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A的左端至挡板C的距离L₁；

e．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂。

①实验中还应测量的物理量及其符号是________________________________。

②作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为_____________________。

③作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有 ⑴______________________，⑵________________________(至少答出两点)。

Answer

B的右端至挡板D的距离L2 0 ⑴L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差; ⑵没有考虑弹簧推动滑块的加速过程 ⑶滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力; ⑷气垫导轨不完全水平

【解析】(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： ， ，即为，所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．

(2)作用前两滑块均保持静止，故A、B两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后，根据（1）中表达式可知，A、B两滑块质量与速度乘积之和为；

(3)由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是．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等．