架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳; ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先________,然后________,让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图1-1-32(b)所示;
⑧测得滑块1的质量310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s(保留三位有效数字).
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析 (1)实验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块. (2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p0=m1v0.
0.2
v0= m/s=2 m/s,
0.1
p0=0.31×2 kg·m/s=0.620 kg·m/s.
作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和, 且此时两滑块具有相同的速度v, 0.168v= m/s=1.2 m/s,
0.14
p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s =0.618 kg·m/s.
(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦. 答案 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块
(2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器限位孔有摩擦
图1-1-33
12.(2011·天津卷,10)如图1-1-33所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直.直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t; (2)小球A冲进轨道时速度v的大小.
解析 (1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,有
12
2R=gt①
2
解得t=2
R② g(2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,
把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律得
1212
mv=mv1+2mgR③ 22
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,由动量守恒定律得 mv1=2mv2④
飞出轨道后做平抛运动,水平方向的分运动为匀速直线运动,有2R=v2t⑤ 综合②③④⑤式得 v=22gR⑥ 答案 (1)2
R (2)22gR g