弹簧与质量块

关于这个模拟实验

弹簧与质量块依据胡克定律模拟简谐运动。学生可设定弹簧劲度系数 k、质量、阻尼以及质量块的拉回距离，任何改动都会从拉伸位置重新开始运动。读数显示动能、弹簧能量、总能量，以及周期 2π√(m/k)。教师可借此展示周期如何取决于质量和劲度系数，无阻尼时能量如何守恒，以及阻尼如何将能量耗尽。

学生可以探索什么

将阻尼 c 设为 0，观察“总能量”读数保持不变。
将质量 m 加倍，检查“周期”读数如何变化。
增大劲度系数 k，将新的周期与你的预测进行比较。
增大阻尼 c，看看振动能持续多久。
改变“拉回”距离，注意周期保持不变，而能量发生变化。

学习目标

1将胡克定律应用于弹簧上的质量块。
2联系周期与质量和劲度系数的关系。
3描述动能与弹性势能之间的转换。
4解释阻尼如何从系统中移除机械能。

教师常问的问题

弹簧与质量块模拟免费吗？

是的。它免费，无需注册，可在任何现代浏览器中使用，包括教室电子白板和平板电脑。

把弹簧拉得更远，周期会改变吗？

不会。对于理想弹簧，周期为 2π√(m/k)，与振幅无关。试着改变“拉回”距离，并读取“周期”数值。

如何使用？

调节劲度系数、质量、阻尼和拉回距离的滑块，每次都会重新开始运行。观察能量条和读数，比较动能、弹簧能量和总能量。

有阻尼时能量去哪了？

阻尼的作用类似于流体中的摩擦。它把机械能转化为热能，因此“总能量”读数稳步下降，摆动幅度随之减小。

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