- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

江苏省无锡市普通高中2018－2019学年高二下学期物理期末考试试卷

某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

下面是实验的主要步骤：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d示数如图乙所示；

②安装好气垫导轨调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使 ▲ ；

③向气垫导轨通入压缩空气

④把滑块2放在气垫导轨上的光电门之间；然后让滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮筋；

⑤释放滑块1滑块1通过光电门1的时间为0.008s

⑥滑块1与静止的滑块2碰撞后粘合在一起，通过光电门2的时间为0.014s；

⑦用天平测得滑块1的质量310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为200g。

（1）、遮光条的宽度d=mm

（2）、请完善实验步骤②中的内容；

（3）、计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为kg·m/s(保留二位有效数字)；

（4）、试说明(3)中两结果不完全相等的主要原因是。

举一反三

某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的装置如图（a）所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．

如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

验证动量守恒定律装置如图所示．在气垫导轨上给滑块A向右的速度，通过光电门1后与静止的滑块B相碰并粘合在一起通过光电门2.计时器显示滑块A、B通过光电门1和2的时间分别为Δt₁和Δt₂.测得滑块A、B的质量分别为m₁、m₂ ， A、B滑块上的遮光片宽度分别为d₁、d₂.碰撞过程中，滑块A对B的冲量大小{#blank#}1{#/blank#}(选填“>”“<”或“＝”)滑块B对A的冲量大小，碰撞过程中验证动量守恒定律的表达式为{#blank#}2{#/blank#}(用题中所给的字母表示)．

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。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。

我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：

①a.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.用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示。读出滑块的宽度d＝{#blank#}1{#/blank#}cm。

e.按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 $\text{[math]}$ s和 $\text{[math]}$ s。滑块通过光电门E的速度v₁={#blank#}2{#/blank#} m/s，滑块通过光电门F的速度；v₂={#blank#}3{#/blank#} m/s

②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是{#blank#}4{#/blank#}。

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