问题详情:
利用图(a)所示的装置验*动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一*簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一*簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 实验测得滑块A质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ.将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为 ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 若实验允许的相对误差绝对值( )最大为5,本实验是否在误差范围内验*了动量守恒定律?写出运算过程.
【回答】
见解析.
【解析】
试题分析:按定义,物体运动的瞬时速度大小v为: ①
式中为物块在很短时间内走过的路程,设纸带上打出相邻两点的时间间隔为,则
②
可视为很短;设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0,v1,将②式和图给实验数据代入①式可得: v0=2.00m/s ③
v1=0.970m/s ④
设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有
代入题所给的数据可得:v2=2.86m/s ⑥
设两滑块在碰撞前后的动量分别为P和P’,则
P=m1v0 ⑦
P’=m2v1+m2v2 ⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
⑨
联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,可得: ⑩
因此,本实验在允许的误差范围内验*了动量守恒定律.
考点:验*动量守恒定律.
知识点:动量守恒定律
题型:实验,探究题