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某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验汽垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。下面是实验的主要步骤:①安装

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某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验汽垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通光电计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块l通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块l和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动;
⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门l的挡光时间 ,通过光电门2的挡光时间 ,滑块2通过光电门2的挡光时间
⑧测出挡光片的宽度d=5mm,测得滑块l(包括撞针)的质量为,m 1 =300g,滑块2(包括弹簧)质量为m 2 =200g;
数据处理与实验结论:
(1)实验中气垫导轨的作用是______________________________________________;
(2)碰撞前滑块1的速度v 1 为____________m/s;碰撞后滑块1的速度v 2 为____________m/s;碰撞后滑块2的速度v 3 为____________m/s;(结果保留两位有效数字)
(3)在误差允许的范围内,通过本实验,同学们可以探究出哪些物理量是不变的?通过对实验数据的分析说明理由。(至少回答2个不变量)
a______________________________________________;
b______________________________________________。
▼优质解答
答案和解析
(1)a.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差;b.保证两个滑块的碰撞是一维的
(2)0.50,0.10,0.60
(3)a.碰撞前后总动量不变
原因:碰前m 1 V 1 +0=0.15kgm/s,碰后m 1 V 2 +m 2 V 3 =0.15kgm/s,两者相等;
b.碰撞前后总动能不变
原因:碰前总动能E k1 =m 1 V 1 2 /2=0.0375J,碰后总动能E k2 =m 1 V 2 2 /2+m 2 V 3 2 /2=0.0375J,所以碰撞前后总动能相等;
c.碰撞前后质量不变

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