三法解决复摆小振动周期问题

对高中物理竞赛中复摆做小角度振动的周期问题作了讨论,将质点振动与刚体振动类比,得出复摆小角度振动的周期公式;将复摆与单摆类比,利用折合摆长法和角速度类比法对复摆小振动的周期进行求解。     

求解单摆周期的简便方法

求解单摆周期是高中物理一种重要的题型，其物理情景的多种变化，导致单摆周期的多种结果，使学生觉得无从着手，感到难度很大，本运用单摆的动力学特征求解单摆的周期，方法简便，应用广泛。     

用加速度求解单摆的周期

在中学物理简谐运动的习题中,求解单摆的周期是一种重要的题型,其物理情境的多种变化,导致单摆周期多种不同的结果,在这些问题中,如若均按课本上的推导步骤去求解则费时费力.今介绍一种方法:用加速度求解单摆的周期.     

T=2π

新教材在机械振动中讨论了单摆的周期,直接给出了单摆的周期公式,T=2π(√l/g)(式中:T为单摆作简谐振动的周期;l为单摆的摆长;g为重力加速度),这是因为用初等数学无法宪成单摆周期的求解,它应该是解微分方程求得的.     

T=2π(√l/g)中g的处理方法

新教材在机械振动中讨论了单摆的周期,直接给出了单摆的周期公式,T=2π(√l/g)(式中:T为单摆作简谐振动的周期;l为单摆的摆长;g为重力加速度),这是因为用初等数学无法宪成单摆周期的求解,它应该是解微分方程求得的.     

均匀电场中单摆的振动

以均匀电场中无阻力作用的单摆作为物理模型。从单摆运动方程出发,首先我们用mathematica软件数值求解给出了小角度下单摆振动图像;其次数值研究了单摆振动周期与电场强度变化的关系。结果表明,在小角度下数值周期和公式周期非常一致,表明了数值方法的有效性、可靠性和一致性。     

T=2π(l/g)~(1/2)中g的处理方法

<正> 新教材在机械振动中讨论了单摆的周期,直接给出了单摆的周期公式:T=2π(1/g)~(1/2)(式中:T为单摆作简谐振动的周期;1为单摆的摆长;g为重力加速度),这是因为用初等数学无法完成单摆周期的求解。它应该是解微分方程求得的。 由于同学们对公式的来历不清楚,因此当单摆处于非常规情况下,求单摆的周期时就“无从下手”。笔者认为教学中可采用等效的方法处理该问题,以解决学生“无从下手”的困难。 首先,研究正常情况下单摆周期和g的关系。如图(1),设摆     

发挥等效法在单摆运动周期问题中的大作用

<正>观察单摆运动周期公式T=2π((L/g)^(1/2))可以发现,物体做简谐运动的周期与单摆的长度L、重力场强g有关联。在物理中经常会遇到一些类似单摆运动的运动,从中找到与单摆运动模型的相同之处,采用等效法能够直接借用单摆周期公式求解周期问题。下面就来探讨单摆、小车、斜面随机组合构成的类单摆模型中的周期问题。一、静止小车内的单摆周期问题在由车与单摆构成的类单摆运动中,最简单的一种情景就是小车处于水平面上,由     

新型单摆周期检测系统的搭建

本文搭建了一种新型单摆周期检测系统并对摆球的周期进行检测。该系统主要利用低廉的无线光电鼠标作为光电元件对单摆周期进行检测．利用虚拟仪器软件对数据进行实时显示和采集．利用该系统测得单摆周期并对重力加速度进行求解。利用无线光电鼠标搭建单摆周期测试系统,具有价格低廉、计时准、易于和计算机通讯等优点,并具有很强的实用性。     

单摆在加速系统中振动周期公式的推证和讨论

用三种方法推证了在竖直方向作加速运动的系统中单摆的周期公式，并对单摆的周期公式进行了讨论。     

任意加速系统中单摆简谐运动的周期

看了本刊1996年第10期刊载的《单摆简谐运动周期的求解》一文后,笔者认为,关于非惯性系中单摆简谐运动周期问题值得进一步的讨论,其一,文中在求解任意方向加速系统中单摆的周期时所举的例子及所使用的插图属于一种特殊情况.因系统在斜面上作一般加速运动时,摆线在平衡位置时与斜面是不垂直的,故其讨论的结果不具有一般性.其二,任一加速系统中单摆的周期公式应体现出系统加速度的方向和取值的任意性.而且认其周期公式应能得出如:水平加速系统、竖直加速系统等待殊情况的单摆周期,否则不具有普遍性.下面,笔者对此问题作进一步的探讨.     

单摆演示的改进

单摆演示的改进段惠，殷秀芝，李步高定性研究单摆的周期．课本上的例示是：用秒表测定３０～５０次全振动的时间，通过分析单摆振动的情况城计算出单摆的周期，然后得出结论。多次重复计数，单调而耗时，不利于调动学生的兴趣和求知欲。为此，我们对上述实验作了如下改进...     

用集成开关型霍尔传感器研究单摆的振动周期

提出用集成开关型霍尔传感器研究单摆的振动周期与幅角的关系，运用外推法较准确地测定单摆的振动周期，从而有效地完善了由单摆测重力加速度的实验原理，使传统经典实验充实了现代测量技术的新内容。     

单摆周期问题的归纳与深化

<正>单摆在摆角很小时的振动是简谐振动的典型实例,其周期公式为T=2π(L/g)^(1/2),根据这一公式可知,决定单摆周期的因素有两个,即摆长L和单摆所处情况下的加速度g。在中学课本中,关于g的概念并未给出一般性的定义,这就给同学们求解复杂情况(如在超重、失重、系统加速、复合场中等)下单摆的周期问题带来一定困难。下面结合单摆振动的具体实例分析单摆周期的求法。     

单摆简谐振动周期的求解——兼谈“类比法”之依据

在现行高中物理教材中,对单摆作简谐振动的周期公式是未加推导而直接给出的。教材中虽对“单摆作简谐振动的回复力是由重力沿运动切线方向上的分力所提供的”作了说明,但并未推导单摆作简谐振动的条件及回复力的最终表达式,这就使学生对准确掌握周期公式以及在其他条件下单摆周期的求解造成困难。     

也谈用加速度求解单摆的周期

本刊1997年第10期严俊同志所写《用加速度求解单摆的周期公式》一文中,对g的理解是:“在确定的物理条件下,摆球在平衡位置未受扰动时绳子张力所产生的加速度a’,则有T=2π(l/a’)~(1/2)就可求出单摆的振动周期”.文中所举例的求解是无可非疑的,问题是用单摆周期公式T=2π(l/a’)~(1/2)求周期时,确定的物理条件到底指什么是不明确的.笔者在此作一理论上的分析,否则容易造成死套结论,造成教学上的思维定势.     

大角度单摆周期问题与椭圆积分

针对高中物理竞赛中部分学生想要求解大角度下单摆摆动周期的问题,指出这一问题涉及大学数学中的椭圆积分知识,从高中竞赛生的角度出发,阐述处理大角度单摆周期问题的具体方法。     

非线性对单摆运动周期的影响

从理论和数值计算上分析了单摆周期与单摆摆动最大幅用的关系;指出可以通过控制单摆摆动最大幅角,使周期公式求得的单摆周期的误差满足要求,从而也就得到了周期公式的适用范围;并引入了一个单摆周期的修正公式．     

对无固定悬挂点单摆周期的探讨

单摆的自由微振动是简谐振动，简谐振动在高中物理竞赛中既是重点又是难点，求解无固定悬挂点单摆的周期对中学生而言难度很大，本文运用多种方法对其进行探讨，对中学物理竞赛辅导有一定的启发，对高考物理复习也有一定的参考价值。     

用算术几何平均值法求单摆周期近似解

采用算术几何平均值法研究了单摆周期的近似解,得出了简洁而严密的单摆周期近似解计算公式,并与其它的近似解进行了比较。结果表明:采用算术几何平均值法计算的单摆近似解比其它近似解有较高的精确度。该方法也适合其它涉及椭圆积分的物理问题的求解。