气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.松开手的同时,记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.
b.在A、B间水平放入一个轻弹簧,用手压住A、B使弹簧压缩,放置在气垫导轨上,并让它静止在某个位置.
c.给导轨送气,调整气垫导轨,使导轨处于水平.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是______
(2)实验中还需要的测量仪器是______
还需要测量的物理量是______
(3)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
(4)实验中弹簧与A、B滑块是粘连好还是不粘连好?______
理由是______.
(1)实验操作的顺序是c、b、d、a;
(2、3)滑块在气垫导轨上做匀速直线运动,根据A、B运行的距离和时间可以求出分开时的速度,根据动量守恒定律得,mAvA=mBvB,又vA=
,vB=L1 t1
,则mAL2 t2
=mBL1 t 1
.知还需要测量A、B的质量mA、mB,所需的器材是天平.L2 t2
(4)只与A、B中的某一个粘连好,这样把弹簧的质量考虑进去,会减小系统误差.不粘连好,否则A、B可能碰不到C、D,使计时误差大.(答案具有开放性).
故答案为;(1)c、b、d、a; (2)天平,滑块A、B的质量mA、mB;
(3)mA
=mBL1 t 1 L2 t2
(4)(答案是开放的,参考答案有:只与A、B中的某一个粘连好,这样把弹簧的质量考虑进去,会减小系统误差.不粘连好,否则A、B可能碰不到C、D,使计时误差大.等等)