Question

气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，如图所示，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s₁、s₂和s₃.

(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块__(选填“A”或“B”)是与纸带甲的___(选填“左”或“右”)端相连．

(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为___、___，实验需要验证是否成立的表达式为__________(用题目所给的已知量表示)．

Answer

A 左 0.2mfs1 0.2mfs3 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2

【解析】

(1)[1][2]因碰前A的速度大于B的速度，A、B的速度相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，图中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连．

(2)[3][4][5]碰撞前两滑块的速度分别为：

v1＝＝＝0.2s1f

v2＝＝0.2s3f

碰撞后两滑块的共同速度：

v＝＝0.2s2f

所以碰前两滑块动量分别为：

p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3

总动量为：

p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)

碰后总动量为

p′＝2mv＝0.4mfs2

要验证动量守恒定律，则一定有：

0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2