Question

为了验证动量守恒定律。图所示的气垫导轨上放着两个滑块，滑块A的质量为500g，滑块B的质量为200g。每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器的频率均为50Hz。调节设备使气垫导轨正常工作后，连通两个打点计时器的电源，并让两个滑块以不同的速度相向运动，碰撞后粘在一起继续运动。图乙为纸带上选取的计数点，每两个计数点之间还有四个点没有画出。

（1）判断气垫导轨是否处于水平，下列措施可行的是________(填字母代号)。

A．将某个滑块轻放在气垫导轨上，看滑块是否静止

B．让两个滑块相向运动，看是否在轨道的中点位置碰撞

C．给某个滑块一个初速度，看滑块是否做匀速直线运动

D．测量气垫导轨的两个支架是否一样高

（2）根据图乙提供的纸带，计算碰撞前两滑块的总动量大小p=________kg·m/s；碰撞后两滑块的总动量大小为p′=________kg·m/s。多次实验，若碰撞前后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。(结果均保留两位有效数字)

Answer

AC 0.28 0.28

【解析】

（1）[1]气垫导轨处于水平，滑块受力平衡，故如果将滑块轻放在气垫导轨上，滑块应静止，而如果给滑块一初速度，则滑块将做匀速运动；而两滑块相向运动时在中点相遇因速度不同，故不一定说明它们做匀速运动；导轨两支架水平但如果桌面不平则也不会水平，故测量支架高度的方法也不可行，故AC正确，BD错误；
（2）[2][3]由题意可知，图中两点间的时间间隔为：T=0.02×5=0.1s

碰前A在0.1s内的位移为：

xA=8.02cm=0.0802m

B的位移为：

xB=6.00cm=0.0600m

碰后共同在0.1s内的位移为：

x=4.00cm=0.0400m

由图可知，滑块A碰前速度为：

B的速度为：

设向右为正方向，碰前动量为：

P1=mAvA-mBvB=0.5×0.8-0.2×0.6=0.28kgm/s

碰后两物体一定合在一起，向右运动，速度为：

碰后的动量为：

P2=（mA+mB）v=（0.5+0.2）×0.4=0.28kgm/s