9. 2022年6月5日10时44分,神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲,成功发射,并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动,并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒,粗糙导轨水平放置,挡光板宽度为9.0mm,两滑块A、B被弹簧(图中未画出)弹开后,左侧A滑块通过左侧的光电计时器,记录时间为0.040s,右侧B滑块通过右侧的光电计时器,记录时间为0.060s,A、B质量未知。
质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
(1)如图,假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器,现让舱壁支架给B滑块一个恒力
F,此时压力传感器示数为
。将
A、
B对换位置,给A施加相同的恒力
F,压力传感器示数为
。据此可知A、B两滑块的质量之比
______。(用
、
表示)
(2)在计算机设定的恒力
F作用下,物体由静止开始运动,用测量装置能够测量出支架作用距离
x和时间
t,从而计算出加速度
a=
______(用
x、
t表示)。
(3)若测出左侧A滑块质量为100g,A滑块
的大小为
______kg·m/s,右侧B滑块质量为150g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和
______kg·m/s。
(4)对于在天宫二号完成这个实验,下列说法正确的是
______。
A.可以用天平测出A、B物块的质量
B.因导轨粗糙,验证碰撞中的动量守恒,先要平衡摩擦力
C.这个实验可以估算出弹簧的弹性势能
D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和
式中的
、
都是速度的大小