利用弹簧振子验证机械能守恒定律

吴宏伟

摘 要：Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件。本文利用Tracker软件分析弹簧振子运动的实验视频，通过自动追踪弹簧振子运动的轨迹，同步描绘弹簧振子重力势能、动能和弹性势能随时间变化的图像。在重力和弹力做功的条件下，验证了机械能守恒定律。

关键词：弹簧振子；机械能守恒定律；Tracker软件

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）8-0074-2

1 引 言

人教版高中《物理》教材验证机械能守恒定律是利用打点计时器测量自由下落物体的速度，该过程只有重力势能和动能的相互转化，没有与弹性势能的相互转化。教材中机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。本文利用Tracker软件的自动追踪功能，有效地跟踪弹簧振子的运动轨迹，验证了在重力和弹力同时做功的物体系统内机械能的守恒。

2 利用Tracker软件分析、验证机械能守恒定律

2.1 用数码相机拍摄弹簧振子运动的视频

实验用到的器材有小球、數码相机、弹簧及铁架台等。实验装置如图1所示。用手托住小球使弹簧自由伸长，松手同时用数码相机拍摄弹簧振子运动的过程。endprint