Question

在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关

在学习了“实验：探究碰撞中的不变量”的实验后，得出了动量守恒定律，反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律．下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况．实验仪器如图所示． 实验过程：（1）调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作．（2）在滑块1上装上挡光片并测出其长度L．（3）在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥（或双面胶纸）．（4）用天平测出滑块1和滑块2的质量m 1 、m 2 ．（5）把滑块1和滑块2放在气垫导轨上，让滑块2处于静止状态（v 2 =0），用滑块1以初速度v 1 与之碰撞（这时光电计时器系统自动计算时间），撞后两者粘在一起，分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t 1 和碰后通过光电门的遮光时间t 2 ．（6）先根据以上所测数据计算滑块1碰撞前的速度，其表达式为v 1 =______，及碰后两者的共同速度，其表达式为v=______；再计算两滑块碰撞前后的动量，并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和．根据实验数据完成表格内容：（表中计算结果保留三位有效数字）m 1 =0.324kg m 2 =0.181kg L=1.00×10 -3 m 次数 滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms -1 碰后系统动量kgms -1 v 1 /ms -1 v/ms -1 v 2 /ms -1 v/ms -1 m 1 v 1 m 2 v 2 （m 1 +m 2 ）v 1 0.290 0.184 0 0.184 ______ 0 ______ 2 0.426 0.269 0 0.269 ______ 0 ______ 实验结论：______ （7）若要证明上述碰撞是非弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______ （用上面所测物理量的符号即m 1 、m 2 、t 1 、t 2 、L表示）．

Answer 1

（6）滑块1碰撞前的速度表达式为v 1 = L t 1 ，碰后两者的共同速度表达式为v= L t 2 ；根据表中实验数据进行计算，数据如下表所示；由表中实验数据可知：在误差允许范围内，系统碰撞前后动量矢量和相等，即系统动量守恒． 次 数 滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms -1 碰后系统动量kgms -1 v 1 /ms -1 v/ms -1 v 2 /ms -1 v/ms -1 m 1 v 1 m 2 v 2 （m 1 +m 2 ）v 1 0.290 0.184 0 0.184 0.0940 0 0.0929 2 0.426 0.269 0 0.269 0.138 0 0.136 实验结论：在误差允许范围内，系统碰撞前后动量矢量和相等，即系统动量守恒 （7）在非弹性碰撞中，机械能有损失，即两滑块碰撞后，动能减小，碰前系统的动能大于碰后系统的动能，即： m 1 ( L t 1 ) 2 ＞（m 1 +m 2 ） ( L t 2 ) 2 ． 故答案为：（6）如上表所示；（7）m 1 ( L t 1 ) 2 ＞（m 1 +m 2 ） ( L t 2 ) 2 ．