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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… 相似文献
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董彦 《中学物理教学参考》2002,(7)
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… 相似文献
4.
贾金歧 《中学物理教学参考》2005,34(4):15-16
题目有一摆线长0.97 m,摆球直径为2 cm的单摆,挂在如图1所示的竖直壁上,静止时摆球刚好跟竖直壁接触而不相互挤压,若将摆球偏离竖直方向一个小角度θ(θ<5°)释放让其运动,假设摆球与竖直壁碰撞无能量损失,它就会在竖直壁和开始释放的位置 相似文献
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1 作简谐振动的单摆的平衡位置 关于作简谐振动的单摆的平衡位置,有一种意见认为:“单摆的摆球通过最低点时,在竖直方向上的作用力并不平衡,故最低点不能叫做平衡位置,只能叫做最低位置。”为了弄清这个问题,必须强调:(1)单摆作为振动的例子,是指摆球沿圆弧的往复运动,它的向心力只改变摆球的运动方向,而不改变摆球在弧线上运动的快慢。因此,在研究摆球运动的回复力时,不必考虑向心力,只需考虑重力沿圆弧切线方向的分力。而摆球在最低位置时这一切向分力为零,所以从摆动的方面讲这一位置是平衡位置。(2)只有当摆角很小(不超过5°时,单摆的回复力才近似满足F=-k(?)的条件。所以只有当摆角很小时,单摆的运动才可当作简谐振动,而当摆角很小时,圆弧也可近似看成直线了。 相似文献
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郭文江 《中学生数理化(高中版)》2003,(10):41-44
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 相似文献
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大偏角单摆运动的变化规律 总被引：1，自引：0，他引：1
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… 相似文献
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一、选择题1.关于单摆,下列说法正确的是A.摆球运动的回复力是摆线的张力和重力的合力B.摆球运动过程中通过轨迹上的同一点,加速度是不变的C.摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置2D..摆某球一经质过点平所衡受位的置时,加速度为零合外力与位移的关系如图1所示,由此可判定质点的运动是A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动3D..公简谐路运上动匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,即t=… 相似文献
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1引言图1本刊2002年第2期《摆球的加速度如何变化》一文中指出:如果将单摆拉直并与竖直方向成一定角度α0(<90°)后,静止释放小球,设摆长为l,摆球质量为m,当摆线摆至与竖直方向夹角为α(<α0)时,通过机械能守恒可以计算得到摆球在下降过程任意时刻的法向加速度:an=2g(cosα-cosα0).(1)切向加速度为aτ=gsinα.(2)合加速度为a2=an2+aτ2a=g2(3cos2α-8cosα0cosα+4cos2α0+1).(3)通过转化(3)式,得a=g3(cosα-34cosα0)2+1-34cos2α0(4)运用解析的方法得出结论,摆球的总加速度变化分两种情况:(1)当arccos34<α0≤90°,加速度随α角先减小后… 相似文献
10.
陈瑞修 《濮阳职业技术学院学报》1999,(2)
使单摆做简谐振动,且其摆长一定时,单摆振动的周期是由回复力决定的。若摆球所受的某一力在摆球运动的切线方向上的分力为零时,它不提供回复力,若摆球所受的某一力在摆球运动的切线方向上的分力不为零时,它将提供回复力。使单摆的周期发生变化。因此,当处理有关单摆振动的周期问题时,受力分析是关键。 相似文献
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《物理教学探讨》中教版 2 0 0 2年第 3期 ,刊有《对单摆平衡位置的一点看法》一文 (以下简称原文章 ) ,针对教材中单摆的“平衡位置”这一提法 ,原文章认为会导致学生以为“单摆小球运动到平衡位置时 ,摆球处于平衡状态” ,从而引起学生对力的平衡认识上的模糊 ,本人不敢苟同 ,特提出观点‘位于平衡位置的摆球不一定处于平衡状态” ,亦即“平衡位置与平衡状态不是同一概念 ,不应混淆” ,以与同行们探讨。首先 ,看教材对单摆的描述 :“摆球静止在O点时 ,悬线竖直下垂 ,摆球所受重力G和悬线的拉力F′彼此平衡 ,O点是单摆的平衡位置 ,拉开摆… 相似文献
12.
陈瑞修 《濮阳教育学院学报》1999,12(2):32-33
使单摆做简谐振动,且其摆长一定时,单摆振动的周期是由回复力决定的。若摆球所受的某一力在摆球运动的切线方向上的分力为零时,它不提供回复力,若摆球所受的某一力在摆球运动的切线方向上的分力不为零时,它将提供回复力。使单摆的周期发生变化。因此,当处理有关单振动的周期问题时,受力分析是关键。 相似文献
13.
郑秀娟 《中国科教创新导刊》2009,(24):59-59
在摆角很小（小于5°）,忽略空气阻力对摆球运动影响的情况下,单摆的振动周期只与摆长（l）及摆球所处位置的重力加速度（g）有关,跟振幅（A）、摆球的质量（m）无关。单摆的周期公式为：T=2π√l/g,公式中的“l”应理解为等效摆长,它是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离;公式中的“g”应理解为等效重力加速度,实质上就是小球在平衡位置处的等效重力F产生的加速度g,即g=F/m。对于原来只在重力场中做单摆运动的小球来说,如果外加的力不改变小球做单摆运动的回复力大小和方向,那么周期公式中的g不改变,周期T不改变;如果外加的力改变小球做单摆运动的回复力大小和方向,那么周期公式中的g改变,从而使周期T改变。 相似文献
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在重力场中的单摆,当摆角不大时(θ<5°),做简谐振动。摆线振动中心平衡位置为重垂线方向,振动周期T=2π(1/g)~(1/2),其中1为摆长,g为重力加速度。g值也可用单摆在平衡位置静止时,摆线张力F_o与摆球质量m之比来确定即:g=F_o/m,称为视重加速度。若使单摆处在非惯性系中,或使单摆处在电磁场中(摆球带电荷),或使单摆浸没在液体中,其振动是否仍是简谐振动?如是简谐振动,振动周期又怎样确定?笔者就以上问题分 相似文献
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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 相似文献
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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
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图1所示为一种记录地震装置的水平摆,摆球质量m固定在边长为L,质量可忽略不计的等边三角形的顶点A上,它的对边BC跟竖直线成不大的夹角α,摆球可绕固定轴BC摆动,求摆球做微小摆动时的周期。常见的一类解法有:解法一摆球处于平衡位置时,过A作BC的垂线AO,AO的长度L'=Lcos30°=3L/2,即为摆长,如图2所示。由于重力在AO方向上的分量为G2=mgsinα,所以g2=gsinα。于是可知此摆的周期:T'=2πL'/g2=2π3L/2gsinα。解法二摆球处于平衡位置时,如图3所示,过A作一竖直线,延长CB与其交于O',AO'即为等效单摆的摆长,其长度为:L'=AC·sin60°/s… 相似文献
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单摆做简谐运动的首要条件是 :“在摆球离开平衡位置做简谐运动时 ,必然受到指向平衡位置的回复力 .”单摆在全振动过程中 ,由于摆球始终只受重力与悬线拉力的作用 ,因此 ,不少学生认为单摆振动的回复力就是摆球所受的重力与悬线拉力的合力 ,显然这是错误的 .因为回复力是根据力的效果命名的 ,摆球所处的位置不同 ,研究的方法不同 ,回复力的来源的表述也有所不同 .但是 ,体现回复力作用的效果却总是相同的 .为此 ,我们可以依据力产生的效果 ,通过力的合成或分解 ,从中辨析和确定单摆在各种不同位置时的回复力 .一、单摆运动情况的简要分析单… 相似文献
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黄正平 《中学生数理化(高中版)》2008,(9)
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 相似文献
20.
单摆问题不仅有丰富的内涵,而且应用情况复杂多变,既有力学知识的延伸、再现,又有力学规律的深化、综合,是重点,也是难点. 例1细长轻绳下端拴一小球构成单摆,在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A,如图1所示.现将单摆向左方拉开一个小角度, 然后无初速度释放,对于以后的运动, 下列说法正确的是( ). A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的周期小B.摆球在左、右两侧上升的最大 相似文献