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  • 1. (2019高二下·顺德期末) 气垫导轨是常用的一种实验仪器。滑块在气垫导轨上的运动,可视为无摩擦运动。甲同学利用气垫导轨和光电门验证“动量守恒定律”如图1所示,其中滑块A带有撞针和遮光条。步骤如下:

    1. (1)    用螺旋测微器,测量遮光条的宽度d,如图2所示,d=mm。
    2. (2)    用天平测出滑块A、B的质量分别为m1、m2 . 将滑块d先放上导轨,接通气源,调节气垫导轨,轻推滑块A,使滑块经过光电门1、2的时间,即可认为导轨已经处于水平。最后,将滑块B静止放在导轨上。
    3. (3) 再次轻推滑块A,使之获得向右的速度,通过光电门1,与静止于光电门1和2之间的滑块B相碰撞,并粘在一起向右运动,通过光电门2,读出光电门1、2的时间和t1和t2 , 可算出滑块A在碰前的速度为,验证动量守恒的表达式为(用题中符号表示)

      另一位同学乙也想通过气垫导轨做此实验,发现器材中的光电门因损坏不能使用,因此同学乙设计如图3所示的实验装置,其中图中左右为两个固定的压力传感器,两个相同的轻质弹簧,两滑块质量m1、m2 . 通过查找资料得知弹簧具有的弹性势能 ,操作步骤:①向左推动滑块A,使弹簧1压缩一些,然后静止释放,与滑块B碰撞后粘在一起向右运动,压缩右侧弹簧2;②读取左右压力传感器示数的最大值F1、F2

    4. (4) 若弹簧的劲度系数为k,滑块A释放时,弹簧1的压缩量x2
    5. (5) 碰前系统的总动量为;验证的动量守恒定律的表达式为。(用题中符号表示)

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