单摆周期公式的理解和应用

单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,这样才可以将摆球看做质点,由摆线和摆球构成单摆.在满     

简析单摆教学的拓展

单摆是一个理想化的物理模型,当它的摆角很小时,单摆的运动可以看做是简谐运动。单摆运动周期只与摆长和当地的重力加速度有关,与摆球的质量无关。生活中有一些类似单摆的运动,它的等效重力加速度等于单摆静止不动时摆线的张力和摆球质量的比值。     

几种“单摆”周期的计算

单摆是一种理想化模型,摆线的质量不计且摆线不可伸长,摆球密度较大而直径比摆线的长小得多.当最大摆角小于5°,回复力F=(mg/l)x时,单摆的运动可视为简谐运动,惠更斯从实验中总结出作简谐运动的单摆周期公式为这里的“l”应是     

对公式T=2π(l/g)～(1/2)的诠释

单摆也叫做“数学摆”.在细线一端拴一小球 ,另一端固定在悬点上 ,如果线的伸缩和质量可以忽略 ,球的直径比线长短得多 ,就组成了一个单摆 .若空气阻力不计 ,摆角θ<5°,单摆的运动就是简谐运动 .由此可见 ,构成单摆必须满足的三个条件是 :(1 )摆球线度比摆线长度短得多 ;(2 )摆线质量可以忽略 ;(3 )摆线的伸缩可以忽略 .单摆做简谐运动必须满足的三个条件是 :(4 )空气阻力可以忽略 ;(5)摆动角度小于 5°;(6)单摆在同一竖直面内摆动 .设悬点到球心相距 l,重力加速度为 g,摆球质量为 m,摆角为 θ.二、单摆在各种情况下的周期1 .摆球线度不能…     

谈谈单摆的学习

一、单摆概念的理解我们都知道,用不可伸长的轻细线下端系一重小球,上端固定,在竖直平面内自由摆动,这就构成了一个单摆.可见,单摆是一种理想化模型:①要求摆线质量不计且不可伸缩,②摆球可以看做为质点.而且,一般情况下的单摆的来回摆动不属简谐运动.     

一道物理竞赛题的多种解法

题目 .(第 2 0届全国中学生物理竞赛 ,预赛试题 )有一个摆长为l的摆 (摆球可视为质点 ,摆线的质量不计 ) ,在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O的距离为x处(x 相似文献   

用MATLAB剖析一道特殊的圆周运动问题

试题水平放置的木柱,横截面为边长等于a的正四边形ABCD;摆长l=4a的摆悬挂在A点,如图1所示.开始时质量为m的摆球处在与A等高的P点,这时摆线沿水平方向伸直,已知摆线能承受的最大拉力为7mg,若以初速度v₀。竖直向下将摆球从P点抛出,为使摆球     

大偏角单摆运动的变化规律

众所周知 :单摆在摆角小于 5°时的运动可视为简谐运动 .如果偏角较大情况又是如何呢 ?设有一单摆 ,由不可伸长的长为l的细线 (质量不计 )和一端系一质量为m的小球组成 .把摆线的另一端系在O点 ,将摆球由平衡位置B拉至A点 ,使摆线水平 ,如图 1所示 ,然后释放摆球 ,下面我们分析摆球由A至B的运动过程中 (忽略空气阻力 )有关物理量的变化规律 .1　细线的拉力和小球的加速度的变化规律摆球在摆动过程中受到重力mg和细线拉力T的作用 ,其中重力是恒力而细线的拉力T在运动过程中是变化的 .当摆球在A点时 ,T =0 .当球摆到某一位置C点时 ,球所做…     

圆锥摆模型与类圆锥摆模型归类探析

圆锥摆模型的结构特点是：一根质量和伸长可以忽略不计的线,系一个可以视为质点的摆球,在水平面内做匀速圆周运动,且在摆线沿顶点位置不变的圆锥面上运动．其受力特点：只受两个力,即竖直向下的重力和沿摆线方向的拉力,二力的合力就是摆球做圆周运动的向心力．该类题型通常考查向心力、向心加速度、摆线拉力、周期（或频率）和角速度甜以及功能关系的相关计算,甚至关联圆周运动的动态分析．而类圆锥摆模型,从表面上看不属于圆锥摆模型,但其受力情况和运动情况与圆锥摆模型极其类似,利用类似的分析方法即可求解,但此类模型还常常涉及临界与数学极值、多过程与多状态,甚至将电场、磁场等重要知识融于一身,较圆锥摆模型的应用更加广泛。     

浅谈公式T=2π(L/g)~(1/2)的等效应用

在一根没有质量不能伸长的细线下端系一个质量为ｍ的质点，固定在一个悬点下面，这就构成一个理想单摆．如图１所示，摆动时如图２所示，摆动周期为Ｔ＝２π，其适用条件是：不计空气阻力；摆角θ≤５°；摆球的线度远小于摆线的长度；摆线不可伸长．对于Ｔ＝２π如能熟练掌握，适时地作等效变换，并灵活运用，则可巧妙地解答某些难题，下面举例说明， 一、Ｌ的等效 例１用两根长度相等的细线Ｌ系住摆球ｍ，如图３，使这个双线摆在垂直纸面的方向作小幅振动，求其摆动周期． 分析与解：双线摆的摆动周期相当于在双线悬挂点Ａ、Ｂ的中点Ｏ处…     

单摆振动中的“力”

单摆在振动过程中虽只受到重力和悬线拉力这两个力的作用,但在分析单摆运动时,经常涉及到“回复力”、“向心力”、“合外力”这三个力,且这三个力容易混淆,下面对此作一些分析. 如图所示的单摆模型,摆长为l,摆球质量为m,摆球在A、A’间来回摆动.O点是单摆的平衡位置,摆线与竖直方向的最大夹角为α(α<5°),摆球运动到任一点P时(摆线与竖直方向的夹角为θ),分析如下:     

决定单摆周期因素的直观演示

高中《物理》(实验修订本·必修 )第一册 16 9面(图 9- 2 0 )中用停表测量单摆周期来验证单摆的周期与摆球质量、振幅、摆长的关系 ,虽然精确但不直观 ,用下述方法可做直观演示 .一、验证单摆的周期与摆球质量无关取体积相等的金属球和橡胶球 (保证两球的质量图 1不相等 )各 1个 ,调整摆线的长度使两单摆的摆长相等 (约6 0 cm) ,再调节铁架台使两摆球处在同一高度 .把两铁架台分开相距约 2 0 cm,将两摆球拉离平衡位置且处在同一高度 (振幅相等 )处 ,如图 1所示 .将两摆球同时放手 ,比较两单摆的振动 ,发现两摆球总是同时回到出发点 ,这说明…     

四类单摆的振动周期

1．常规单摆如图1所永,设摆球的质量为m,摆长（摆线长和摆球半径之和）为l,当地的重力加速度为g,单摆做小幅振动,     

运用等效思想求异形摆的周期

我们知道:通常的单摆是由一根摆线和一个摆球组成,单摆处于惯性参考系的重力场中,单摆的周期公式T =2π(l/g)~(1/2),l为摆长,g为重力加速度.可是我们还会碰到摆球处于非惯性参考系的复合场中,或出现多线摆、多球摆问     

摆球的加速度如何变化？

我在一次关于单摆问题的教学中 ,曾给学生们出过这样一道题目 :如图 1所示的单摆 ,将摆线拉直并与竖直方向成一定角度α0 (α0 <90°)后 ,静止释放小球 ,在摆球摆至最低点的过程中 ,摆球加速度大小的变化情况可能是 :图 1(Ａ)逐渐增大 .(Ｂ)逐渐减小 .(Ｃ)先减小后增大 .(Ｄ)先增大后减小 .不少学生错选或漏选了答案 ,那么 ,该题究竟应选什么答案呢 ?我们不妨先做如下讨论后再作定论 .设单摆的摆长为ｌ,摆球的质量为ｍ ,当摆线摆至与竖直方向夹角为α(α <α0 )时 ,摆球速度为ｖ,则由机械能守恒定律得 :12 ｍｖ2 =ｍｇｌ(ｃｏｓα -ｃｏｓα…     

一道物理竞赛题的多种解法

题目　 (第 2 0届全国中学生物理竞赛 ,预赛试题 )有一个摆长为L的摆(摆球可视为质点 ,摆线的质量不计 ) ,在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O的距离为x处 (x相似文献   

摆线质量对单摆周期影响的实验验证

在论及单摆摆线质量对周期影响时,一些教材(例:林抒、龚镇雄《普通物理实验》,人民教育出版社)把单摆处理为复摆,在摆线质量从μ远小于摆球质量M时,单摆周期T比理想单摆周期T_0。相对减小μ/12M,即     

试论单摆模型的几则问题

就单摆摆球的线速度、加速度、摆球所受的合力以及摆线对摆球的拉力等问题分别在极端位置、平衡位置、极端位置和平衡位置之间几种情况进行了探讨和论析     

乒乓球代替象牙球重演英国皇家学会的一个实验

中学物理教材中,弹性碰撞的演示实验是动量这一章的关键实验。1666年英国皇家学会表演的这个实验时是用两个象牙球进行碰撞的,而现有的教学仪器,是用钢球代替象牙球,钢球不是完全弹性物体,实验效果很不明显。我们用乒乓球代替象牙球,取得了较满意的效果。实验装置如图所示,它包括支架、摆线、摆球和调节螺丝。支架可采用木制的或铁制的,摆线应比较细而且柔软,摆球是两个相同的乒乓球。在乒乓球用木胶胶上吊环,用于安装摆线。吊环可用废的乒乓球剪成后用开水加温捏成如图的形     

单摆周期公式的理解与灵活应用

单摆周期公式T=2π∨l/g有许多扩展应用,学习中要将该公式理解透彻,掌握变形的思路和方法,举一反三,灵活应用,现例析如下: 一、利用等效摆长求周期 例1 如图1所示,悬挂在水平横梁上的双线摆球,摆线长为1,摆线与水平横梁夹角为θ,试确定摆球在平衡位置附近来回振动的周期.