(2017江苏七校期中联考)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.整个实验中个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大小关系必须满足M 大于 m(选题“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 相同 (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“v2﹣M”、“v2﹣”或“v2﹣”)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 (用题中给的已知量表示).
【参考答案】:①大于; ②相同;③v2﹣; ④
【点评】本题考查胡克定律与机械能守恒定律的应用,理解弹簧有压缩与伸长的状态;掌握依据图象要求和对表达式的变形的技巧,从而正确分析应作出的图象.
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
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