2018版物理选修3-5鲁科版:1-2(1) 实验:探究动量是否守恒
2018版物理选修3-5鲁科版:1-2(1) 实验:探究动量是否守恒第2页

电门的时间.

图2

实验测得滑块A的质量m1=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用交流电的频率f=50.0 Hz.

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ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如图2(b)所示.

若实验允许的相对误差绝对值(||×100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程.

答案 见解析

解析 滑块运动的瞬时速度大小v为

v=①

式中Δs为滑块在时间Δt内走过的路程.

设纸带上打出相邻两点的时间间隔为T,则

T==0.02 s②

设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v0、v1,则由图给实验数据代入①式可得:

v0= m/s=2.00 m/s③

v1= m/s=0.970 m/s④

设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有

v2=⑤

代入题中所给的数据可得:v2=2.86 m/s⑥

设两滑块在碰撞前后的动量分别为p和p′,则

p=m1v0⑦

p′=m1v1+m2v2⑧

两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为