Question

利用如图甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为m的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为f。气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s₁、s₂和s_3.若题中各物理量的单位均为国际单位。

（1）碰撞前，两滑块的动量大小分别为_______、_______，两滑块的总动量大小为______；碰撞后，两滑块的总动量大小为_______。

（2）s₁、s₂和s₃满足什么关系，说明两滑块相碰过程动量守恒？答：________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内总是相等，则动量守恒定律得到验证。

Answer

0.2mfs3 0.2mfs1 0.2mf（s1-s3） 0.4mfs2

【解析】

（1）[1][2]由图乙结合实际情况可以看出，和是两物体相碰前打出的纸带，是相碰后打出的纸带，在纸带上以等间距的6个连续点为一段划分纸带，中间有5个间隔，打点计时器所用电源的频率均为f；所以碰撞前物体的速度分别为

碰撞后两物体共同速度

所以碰前两物体动量分别为

[3][4]设p1方向为正方向，则碰前两滑块的总动量为

碰后总动量

（1）[5]若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内总是相等,则说明两滑块相碰过程动量守恒，即

所以有

化简后可得

满足关系式说明两滑块相碰过程动量守恒。