利用彈簧振子驗證機(jī)械能守恒定律

吳宏偉

摘 要：Tracker軟件是一種廣泛使用的視頻分析軟件。本文利用Tracker軟件分析彈簧振子運(yùn)動的實(shí)驗視頻，通過自動追蹤彈簧振子運(yùn)動的軌跡，同步描繪彈簧振子重力勢能、動能和彈性勢能隨時間變化的圖像。在重力和彈力做功的條件下，驗證了機(jī)械能守恒定律。

關(guān)鍵詞：彈簧振子；機(jī)械能守恒定律；Tracker軟件

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）8-0074-2

1 引 言

人教版高中《物理》教材驗證機(jī)械能守恒定律是利用打點(diǎn)計時器測量自由下落物體的速度，該過程只有重力勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化，沒有與彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化。教材中機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。本文利用Tracker軟件的自動追蹤功能，有效地跟蹤彈簧振子的運(yùn)動軌跡，驗證了在重力和彈力同時做功的物體系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械能的守恒。

2 利用Tracker軟件分析、驗證機(jī)械能守恒定律

2.1 用數(shù)碼相機(jī)拍攝彈簧振子運(yùn)動的視頻

實(shí)驗用到的器材有小球、數(shù)碼相機(jī)、彈簧及鐵架臺等。實(shí)驗裝置如圖1所示。用手托住小球使彈簧自由伸長，松手同時用數(shù)碼相機(jī)拍攝彈簧振子運(yùn)動的過程。endprint