2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 第4講 實驗十四：探究碰撞中的不變量練習(xí)（選修3-5）(I) 1.[xx課標(biāo)Ⅱ,35(2),10分]現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖(a)中,氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片,左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片,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。 圖(a) 實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1=0.310 kg,滑塊B的質(zhì)量m2=0.108 kg,遮光片的寬度d=1.00 cm;打點計時器所用交流電的頻率f=50.0 Hz。 將光電門固定在滑塊B的右側(cè),啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計時器顯示的時間為ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。 圖(b) 若實驗允許的相對誤差絕對值(100%)最大為5%,本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律?寫出運算過程。 1.答案　見解析 解析　按定義,滑塊運動的瞬時速度大小v為 v=① 式中Δs為滑塊在很短時間Δt內(nèi)經(jīng)過的路程。 設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為ΔtA,則 ΔtA==0.02 s② ΔtA可視為很短。 設(shè)A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1。將②式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入①式得 v0=2.00 m/s③ v1=0.970 m/s④ 設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2,由①式有 v2=⑤ 代入題給實驗數(shù)據(jù)得 v2=2.86 m/s⑥ 設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p,則 p=m1v0⑦ p=m1v1+m2v2⑧ 兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為 δp=100%⑨ 聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關(guān)數(shù)據(jù),得 δp=1.7%<5%⑩ 因此,本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律。