Question

某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，

设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：

（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。

（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。

①该实验中，M和m大小关系必需满足M _____ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)

②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_________(选填“相

同”或“不同”)

③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“”、“”或“”)

图线。

④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为__________（用题给的已知量表

示）。

Answer

①M>m②相同③ ④

【解析】

试题分析：①实验过程中需要C物体下滑接触C的速度，故需要满足

②实验中需要控制重力做功一定，才能研究研究速度v与质量M的关系，故需要保证下降高度一定

③因为刚开始弹簧被压缩后的弹力为mg，最后弹簧被拉伸的弹力为mg，所以弹性势能始末状态相同，故有，解得，故为得到线性关系图线，应作出图线

④当时，有，联立可得，

考点：研究机械能守恒