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为了研究复摆实验中空气阻力和刀口处的摩擦力对实验结果的影响,设两者构成的总阻力与速度成正比,比例系数称为阻力系数。依据转动定律,得到在该阻力作用下复摆运动的微分方程。首先对角振幅小于5°时的小角振动情况精确求解,得出有阻力时小角振动周期随阻力系数变化的定量关系,然后采用KBM平均法给出大角振动的近似解析解,得到周期随初始角振幅和阻力系数变化的规律。求解中发现,无论是小角还是大角振动,角振幅随阻力系数的衰减规律完全相同,据此提出通过角振幅衰减的测量,计算出复摆理想(无阻力)振动的周期,修正了阻力对实验结果的影响。 相似文献
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《昆明师范高等专科学校学报》2014,(3)
采用理论分析和数值计算,分析了将三线摆小角扭转视为简谐振动带来的振动周期偏差.结果表明,周期偏差随上圆盘半径与两盘高度之比及扭转角振幅的增加而增大.使用长摆线结构的三线摆,并使角振幅不大于5°时,用简谐振动近似得到的周期公式计算刚体转动惯量导致的误差将低于1/10 000. 相似文献
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程虎刚 《中学物理教学参考》2001,(9)
高中物理教材第一册 (必修 )第 1 3 8面对阻尼振动是这样定义的 :“由于外界的摩擦和介质阻力总是存在 ,不论是弹簧振子还是单摆 ,在振动过程中要不断克服外界阻力做功 ,消耗能量 ,振幅就会逐渐减小 ,经过一段时间 ,振动就会完全停下来 .这种振幅越来越小的振动叫做阻尼振动 .”“在阻尼振动中 ,振幅减小的快慢与物体周围介质阻力大小有关系 ,介质阻力越大 ,振幅减小得越快 ,振动也停止得越快 .”接着教材又讲到 :“如果我们能够根据物体在振动过程中消耗能量的情况不断补充能量 ,那么 ,虽然有摩擦和其他阻力 ,物体也可以继续做等幅振动 .等幅振动也叫做无阻尼振动 .”教学中我们感觉到 ,学生在学完这段教材后比较糊涂 ,三个方面的疑问表现比较突出 :一方面对阻尼不明确 ,总是问“阻尼是什么 ?”另一方面在了解到“由于外界的摩擦和介质阻力总是存在 ,不论是弹簧振子还是单摆 ,在振动过程中要不断克服外界阻力做功 ,消耗能量 ,振幅就会逐渐减小 ,经过一段时间 ,振动就会完全停下来 ,这种振幅越来越小的振动叫做阻尼振动 .”总认为既然有摩擦和介质阻力存在 ,那就应该属于阻尼振动 ,但“虽然有摩擦和介质阻力 ,物体也... 相似文献
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单摆实验演示方法和装置的改进 总被引：1，自引：0，他引：1
单摆是中学阶段的一个重要的物理实验,它揭示了一个重要的规律——摆的等时性原理,即在摆球振幅较小(通常认为摆角小于5°)时,空气阻力对摆球的运动影响可以忽略,单摆的周期T与振幅A、摆球质量m 相似文献
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林芳 《数理天地(高中版)》2003,(11)
当摆角很小(小于5°)时,单摆的振动周期与摆角的大小及摆球的质量无关.由此得到因此,测出摆长l和振动周期T,就可求出当地的重力加速度g的值.一般用以下方法处理实验数据: (1)将l、T数据代入g=4π2l/T2,算出相应的重力加速度,再求平均值. 相似文献
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通过数值实验,发现立方振子在线性阻尼中运动时存在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼3种状态,总结出临界阻尼常量随系统参数及初始条件变化的定量公式,并得出欠阻尼状态下振幅的衰减规律. 相似文献
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《实验室研究与探索》2013,(11):65-68
自由振动的单摆在大角度摆动时,动力学方程是非线性的,非线性系统复杂行为的一种重要研究方法就是数值计算法。通过理论分析,得到无阻尼、有阻尼、及弹簧单摆大角度振动的动力学方程。利用Matlab软件,观察弹簧单摆的振动现象,求出弹簧单摆非线性微分方程的数值解,展现大角度自由振动单摆周期与角振幅的关系曲线、大角度自由振动和阻尼振动的单摆的相轨迹。对不同条件单摆进行数值模拟,从而直观地研究了不同条件单摆的运动。结果表明,Matlab软件在振动问题中的应用,不仅实现了数值计算高效快捷、绘制图像形象直观,而且弥补了实验的不足,为计算机辅助物理教学提供了一个较好的软件。 相似文献
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时春华 《中学物理教学参考》1994,(6)
单摆在摆角很小的情况下,其振动是简揩振动的重要特例。为了使学生顺利接受和掌握单摆的周期公式,在课堂上做好演示实验非常重要。因为面对单摆许多学生往往会产生一些不正确的想法,认为振幅大了,周期也会增大;摆球质量大了,回复力也大,因而振动 相似文献
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高中物理课本(必修)第一册在进述单摆的周期公式时,通过学生对探索性实验的观察得出单摆的周期与振幅(在摆角小于5°时)和摆球质量无关,而与摆长有关的结论,进 相似文献
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计算非惯性系中单摆的振动周期,一般的方法学生不容易接受。如果先求出非惯性系中单摆的平衡位置和平衡状态下的合力,再使“空间转换”,按惯性系列出单摆运动的微分方程,求出周期,效果很好。 相似文献
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以跨度为120m的刚性拱肋柔性系杆的下承式钢管混凝土拱桥为分析模型,利用摩擦摆减震隔震支座对简支体系的桥跨结构进行减震研究,运用MIDAS有限元软件模拟多维人工地震波输入以检验摩擦摆系统的减震效果。分析结果证明了在大跨度钢管混凝土拱桥中应用摩擦摆隔震支座系统的有效性。 相似文献
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Norman Phillips 《Science & Education》2004,13(7-8):653-661
Foucault’s pendulum exhibition in 1851 occurred in an era now known by development of the theorems of Coriolis and the formulation of dynamical meteorology by Ferrel. Yet today the behavior of the pendulum is often misunderstood. The existence of a horizontal component of Newtonian gravitation is essential for understanding the behavior with respect to the stars. Two simple mechanical principles describe why the path of oscillation is fixed only at the poles; the principle of centripetal acceleration and the principle of conservation of angular momentum. A sky map is used to describe the elegant path among the stars produced by these principles. 相似文献