某同學利用圖示裝置來研究機械能守恆問題，設計瞭如下實驗．A、B是質量均為m的小物塊，C是質量為M的重物，A、B...

問題詳情：

某同學利用圖示裝置來研究機械能守恆問題，設計瞭如下實驗．A、B是質量均為m的小物塊，C是質量為M的重物，A、B間由輕*簧相連，A、C間由輕繩相連．在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連．當壓力傳感器示數為零時，就觸發速度傳感器測定此時重物C的速度．整個實驗中*簧均處於**限度內，重力加速度為g．實驗*作如下：

（1）開始時，系統在外力作用下保持靜止，細繩拉直但張力為零．現釋放C，使其向下運動，當壓力傳感器示數為零時，觸發速度傳感器測出C的速度為v．

（2）在實驗中保持A，B質量不變，改變C的質量M，多次重複第（1）步．

①該實驗中，M和m大小關係必需滿足M　   　 m（選填“小於”、“等於”或“大於”）

②為便於研究速度v與質量M的關係，每次測重物的速度時，其已下降的高度應　   　（選填“相同”或“不同”）

③根據所測數據，為得到線*關係圖線，應作出　    （選填“v2﹣M”、“v2﹣”或“v2﹣”）

圖線．

④根據③問的圖線知，圖線在縱軸上截距為b，則*簧的勁度係數為　    　（用題給的已知量表

示）．

【回答】

解：①根據題意，確保壓力傳感器的示數為零，因此*簧要從壓縮狀態到伸長狀態，那麼C的質M要大於A的質量m；

②要剛釋放C時，*簧處於壓縮狀態，

若使壓力傳感器為零，則*簧的拉力為F=mg，

因此*簧的形變量為△x=△x1+△x2=+=；

不論C的質量如何，要使壓力傳感器示數為零，則A物體上升了，

則C下落的高度為，即C下落的高度總相同；

③選取A、C及*簧為系統，根據機械能守恆定律，則有：（M﹣m）g×=（M+m）v2；

整理可知，v2=﹣+；

為得到線*關係圖線，因此應作出v2﹣的圖象；

④由上表達式可知， =b；

解得：k=；

故*為：①大於； ②相同；③v2﹣；  ④．

知識點：認識傳感器

題型：實驗,探究題