如何应用公式T=2π(L/g)~(1/2)解单摆问题

以单摆为例来研究简谐振动,是中学物理力学内容教学中使用较多的一个物理模型.该内容在中学物理教学中是一个重点,由于《机械振动》是整个中学力学内容的最高阶段,涉及的和物理过程错综复杂.并且随着有关单摆的新题型的不断出现,使单摆周期公式T=2π(L/g)~(1/2)的应用越来越成为一个难点.本文解决的就是这一难点.     

切实理解T=2π(L/g)~(1/2)中的g与L的内涵

摆角θ≤5°时,单摆的运动可视为简谐振动。此时的运动周期为T=2πgL。要正确运用此公式求解实际问题,必须切实弄清公式中g、L的实质内涵。1关于“g”的理解T=2πgL中的g与单摆所处的物理环境有关。当单摆处于重力场的惯性参考系中且只受重力和摆线拉力时,公式中的g才是当地的重力加速度,(不同星球表面g的值一般不同)其它情况下,g的值等于摆球不振动时线的拉力与摆球质量m的比值,即mF。此时称g为“等效重力加速度”。1.1单摆处于重力加速度为g0的重力场中①摆球悬挂于相对地面有向上的加速度a的非惯性参考系中,由于摆球超重,摆球相对参考…     

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     

切实理解T=2π√L/g中的g与L的内涵

摆角θ≤5.时,单摆的运动可视为简谐振动.互时的运动周期为T=2π√L/g.要正确运用此公式求解实际问题,必须切实弄清公式中g、L的实质内涵.     

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…     

浅谈单摆周期公式T=2π（1/g）1/2中g的有效值问题

本文就单摆问题中重力加速度g的有效值进行了探讨,并进行了举例分析,具有一定的教学参考意义。     

浅谈单摆周期公式T=2π√l/g的有效值问题

本文就单摆问题中重力加速度g的有效值进行了探讨,并进行了举例分析,具有一定的教学参考意义.     

T=2π(l/g)~(1/2)在摆线较短时仍可适用吗?

1　问题的提出在单摆的教学中 ,当用公式T =2π lg 来计算实际摆的振动周期时 ,理论上要求摆长应远大于摆球的大小 ,这时摆球可简化为质点 .那么 ,当摆长较短时 ,T =2π lg 是否还适用于实际摆的周期计算呢 ?2　实验探究及数据分析我们和学生一起对上述问题进行了实验探究 ,并对不同摆长下摆球的振动周期进行了测量 .实验摆球为一个质量m =43 .0g ,半径R =1 .1 0cm的小铁球 .摆长l为悬点到球心的距离 ,初始摆角恒定为 1 0°.获得的测量数据如表 1所示 :表 1l/m 1.12 40 1.0 110 0 .8990 0 .842 0 0 .72 80 0 .6114 0 .2 5 2 0 0 .0 83 0T/…     

对公式T=2π（1/g）~（1/2）的诠释

单摆,亦称“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,这样就组成了一个单摆。若空气阻力不计,当摆角θ<5°,单摆就做简谐运动,由此可见,构成单摆须满足三个条件: 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。     

巧用T=2π(m/k)~(1/2)解奥赛题

T=2π(m/k)~(1/2)一般用来求简谐运动的周期,同样它也可以用它来训练学生的思维的严谨性,解题过程的完善性。例1　两端开口的U形管中注有长为h的水银柱,若将管的右端封闭,被封闭的空气柱长为L,然后使水银柱做微小的振荡,设空气为理想气体,且认为水银振荡时右管中封闭气体经历的     

正釜T=2π(l/g)~(1/2)中的g与l的内涵——与唐红鹰老师商榷

贵刊2005年第10期刊登唐红鹰老师“切实理解T=2πl/g中的g与l的内涵”一文,笔者认为该文对“g”和“l”的理解欠妥,必须正釜。11.1理解推“导g”T与=“l2”π的内涵l/g如图1所示,摆球的质量为m,摆线的长为l,摆角θ≤5°,单摆的运动视为简谐运动,其振动表达式为:x=Acos(ωt+φ)。(1)对(1)式求二阶导数得ddxt22+ω2x=0,即a+ω2x=0。(2)摆球做简谐运动的回复力是重力沿切线方向的分力G1,即F=G1=-mgsinθ≈-mglx由牛顿第二定律得出单摆做简谐运动的加速度a=-lgx,即a+lgx=0。(3)将(3)式与(2)式比较可得出ω=g/l。周期T=2ωπ=2πl/g。1.2透析…     

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.     

对公式T=2π√1/g的诠释

单摆,亦称"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,这样就组成了一个单摆.若空气阻力不计,当摆角θ＜5°,单摆就做简谐运动,由此可见,构成单摆须满足三个条件:     

戏说π~(1/2)

<正>一、π的介绍圆周率π是圆的周长与直径的比值,是一个在数学中普遍存在的常数.圆周率的发展历经实验时期、几何法时期、分析法时期、计算机时代,随着方式的改变,圆周率有效数字位数也不断增加,是一个无限不循环小数,约等于3.141592654.二、问题来源高一数学教学的第一周任务是初中知识的复习,在复习到有理数和无理数时,我告诉同学们:类似于π这种无限不循环小数叫作     

有趣的“T=2π（R/g）~（1/2）=85 min”

在理想的情况下,单摆作简谐运动的周期公式为：T=2π（L/g）~（1/2）,其中L为单摆的摆长,g为重力加速度。此公式运用于某些特殊单摆或运动时,却能得到有趣的结果。请看下面的一组例题。     

对“T=2π(l/g)～(1/(l/g))”所蕴含的关系的推导

本文所讲的是如何用在高中阶段所学过的知识来推出公式T=2π(l/g)～(1/(l/g))中所蕴含的物理关系,即单摆的周期与重力加速度的开方成反比,与单摆的摆长的开方成正比,与摆球的质量无关。通常此种关系是在大学物理中用高等数学的知识推导出来的,在高中阶段仅通过实验得出有这样的关系,并没有给出理论上的证明。     

有趣的"T=2πR/g=85min"

在理想的情况下,单摆作简谐运动的周期公式为:T=2πL/g,其中L为单摆的摆长,g为重力加速度.此公式运用于某些特殊单摆或运动时,却能得到有趣的结果.请看下面的一组例题.``[例1]假设一个理想单摆的摆长等于地球半径R,试求该单摆在地球表面附近振动时的振动周期T,已知地球半径R=6400 km,重力加速度g=9.8 m/s2.     

公式α(1+x)~2=A应用举例

在学习了一元二次方程的解法后,我们经常会遇到这样一类题型:α(1 x)2=A.在这个公式中,α称为原来基数(也常取作1),A为变化后的目标数,x为变化率(x>0表示增长,x<0表示下降或减少),2表示变化2次.     

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.     

巧用公式|α|=(α~2)~(1/2)

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