重力势能与弹性势能

器材

• 质量 m 可调的虚拟重物
• 劲度系数为 k 的理想弹簧
• m、h、k、x 滑块与能量显示

实验步骤

1. 测量重力势能

   用"质量 m"和"高度 h"滑块把物体放到不同高度，观察 $U_g$ 能量条的变化。记录两组 (m, h)，检验比例关系 $U_g = mgh$：h 加倍时 $U_g$ 也加倍。

2. 测量弹性势能

   拖动"形变量 x"滑块压缩或拉伸弹簧，并改变"劲度系数 k"。在两个 x 值下记录 $U_s$，检验 $U_s = \frac{1}{2}kx^2$：x 加倍时势能变为四倍。

3. 比较与预测

   先设定 k 或 m，预测使两种势能相等（$mgh = \frac{1}{2}kx^2$）所需的 x 或 h。在模拟中检验预测，并比较图像形状：$U_g$ 随 h 线性变化，而 $U_s$ 是 x 的抛物线。点击"暂停"可精确读数。

模拟

实验历史

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