Question

某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)汽墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門等組成。

下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：
①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；
②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；
③接通光電計(jì)時(shí)器；
④把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；
⑤滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上橡皮繩；
⑥釋放滑塊1，滑塊l通過光電門1后與左側(cè)固定彈簧的滑塊2碰撞，碰后滑塊l和滑塊2依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門后依次被制動(dòng)；
⑦讀出滑塊通過兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間分別為滑塊1通過光電門l的擋光時(shí)間，通過光電門2的擋光時(shí)間，滑塊2通過光電門2的擋光時(shí)間；
⑧測出擋光片的寬度d=5mm，測得滑塊l（包括撞針）的質(zhì)量為，m₁=300g，滑塊2（包括彈簧）質(zhì)量為m₂=200g；
數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
（1）實(shí)驗(yàn)中氣墊導(dǎo)軌的作用是______________________________________________；
（2）碰撞前滑塊1的速度v₁為____________m/s；碰撞后滑塊1的速度v₂為____________m/s；碰撞后滑塊2的速度v₃為____________m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，通過本實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可以探究出哪些物理量是不變的？通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析說明理由。（至少回答2個(gè)不變量）
a______________________________________________；
b______________________________________________。

Answer 1

（1）a．大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差；b．保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的
（2）0.50，0.10，0.60
（3）a．碰撞前后總動(dòng)量不變
原因：碰前m₁V₁＋0=0.15kgm/s，碰后m₁V₂+m₂V₃=0.15kgm/s，兩者相等；
b．碰撞前后總動(dòng)能不變
原因：碰前總動(dòng)能E_k1=m₁V₁²/2=0.0375J，碰后總動(dòng)能E_k2=m₁V₂²/2+m₂V₃²/2=0.0375J，所以碰撞前后總動(dòng)能相等；
c．碰撞前后質(zhì)量不變