陈玲敏 刘爱云

(上海师范大学数理学院 上海 200234)

1 引言

验证机械能守恒定律是高中物理中重要的实验内容.重力势能、弹性势能和动能统称为机械能.机械能守恒是指：在只有重力(或弹簧弹力)做功的情形下，物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化，但总机械能不变.关于验证机械能守恒定律的实验数据记录方式都是表格记录法，即通过记录某固定点的速度从而验证某一位置系统的动能和势能之间的关系.

本文主要以弹簧悬挂法为例，用DIS实验比较验证机械能守恒定律的两种不同数据记录方式——表格记录法和图像记录法.

2 实验器材

朗威DISLab(光电门，力传感器，位移传感器和数据采集器)1套，计算机1台，铁架台1套，砝码1只，轻质弹簧1个，细线1条.

3 实验原理

在只有重力(或弹簧弹力)做功的情形下，物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化，但总机械能不变，机械能包括动能Ek和势能，势能又包括重力势能Ep和弹性势能E′p.重物与弹簧悬挂，在弹簧弹性限度内竖直方向上往复运动，在这个过程中只有重物重力和弹簧的弹力做功，故满足机械能守恒定律的条件，弹簧为轻质弹簧，故忽略其动能和重力势能[1].系统的机械能为E=Ek+Ep+E′p，机械能守恒定律的表达式为E1=E2，即系统的机械能守恒定律的表达式为

Ek1+Ep1+E′p1=Ek2+Ep2+E′p2

3.1 表格记录数据

图1 实验装置示意图

E2=Ek2+Ep2+E′p2

由于系统机械能守恒，即有E1=E2.

3.1.1 实验过程

(1)利用胡克定律F=κx测量弹簧的劲度系数κ.如图1所示实验装置，在弹簧的……