（2014·全國新課標理綜II）利用圖21-1（a）所示的裝置驗*動量守恆定律。在圖21-1（a）中，氣墊導軌...

問題詳情：

（2014·全國新課標理綜II）利用圖21-1（a）所示的裝置驗*動量守恆定律。在圖21-1（a）中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側帶有一*簧片，左側與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側也帶有一*簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間。        

實驗測得滑塊A 質量m1=0.310kg，滑塊B的質量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為f=50HZ。將光電門固定在滑塊B的右側，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰後光電計時器顯示的時間為△tB =3.500ms，碰撞前後打出的紙帶如圖21-1（b）所示。

若實驗允許的相對誤差絕對值（││×100%）最大為5℅，本實驗是否在誤差範圍內驗*了動量守恆定律？寫出運算過程。

【回答】

【名師解析】根據題述測量數據，計算出相對誤差，與實驗允許的相對誤差絕對值比較，得出結論。

設A在碰撞前後瞬時速度大小分別為vv1，將圖給的實驗數據代入v=，

則有：v0=2.00m/s,，

v1=0.970m/s,。

設B在碰撞後的速度大小為v2，則有v2=

代入題給實驗數據得：v2=2.86m/s,，

設兩滑塊在碰撞前後的總動量分別為p和p’，則p= m1 v0

p’= m1v1+ m2v2。

兩滑塊在碰撞前後總動量相對誤差的絕對值為：δp=││×100%.

聯立上述各式並代入數據解得δp=1.7%<5%

因此，本實驗在允許的誤差範圍內驗*了動量守恆定律。

註解：氣墊導軌是一種現代化的力學實驗儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導軌內腔。空氣再由導軌表面上的小孔中噴出，在導軌表面與滑行器內表面之間形成很薄的氣墊層。

滑行器就浮在氣墊層上，與軌面脱離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動，極大地減小了以往在力學實驗中由於摩擦力引起的誤差。使實驗結果接近理論值。結合打點計時器、光電門、閃光照相等，測定多種力學物理量和驗*力學定律。中學物理實驗中，利用氣墊導軌驗*動量守恆定律，研究*簧振子的運動規律，研究物體的加速度等，和理論值就非常接近。

知識點：動量守恆定律

題型：實驗,探究題