Question

某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g，采用的实验步骤如下：

①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量m_a、m_b；

③a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；

④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；

⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；

⑥滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离S_a；

⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离S_b；

⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量。

（1）a球经过光电门的速度为：______________（用上述实验数据字母表示）

（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式_____________成立即可。（用上述实验数据字母表示）

（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与S_a的关系图象如图乙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为______。（用上述实验数据字母表示）

Answer

【解析】

（1）[1]．烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度

；

（2）[2]．b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：

sb=vbt

解得：

若动量守恒，设向右为正，则有：

0=mbvb-mava

即

（3）[3]．对物体a由光电门向左运动过程分析，则有：

va2=2asa

经过光电门的速度：

由牛顿第二定律可得：

联立可得：

则由图象可知：

解得