计算机辅助单摆实验

讨论了计算机辅助单摆实验的方法,并结合阻尼摆给出了数值解和实验结果比较曲线。     

单摆周期的相图求法

对单摆相图作了讨论,并由相图求出了单摆的运动周期。     

摆角对单摆周期的影响

1引言利用单摆周期公式T=2π测量重力加速度的实验中,要求摆角小于5°以减小误差．但是摆角的大小对单摆周期到底有什么影响?下面用能量守恒的方法来研究在保守力的作用下自由单摆(忽略阻力)的周期．     

单摆周期的数值计算

本文从理论上分析了单摆周期随角振幅变化的规律,并给出了数值计算结果。     

单摆振动实验数字化演示的定量分析

单摆振动实验的数字化传输和演示是实验教学中的一个值得讨论的基本问题．当前单摆振动实验的研究以定性建立理论模型为主，只能得到单摆振动的示意图像，且实验效果不好．本文针对当前的单摆振动实验进行改进，并通过定量计算，给出较精确的实验设计要求，得到了很好的实验效果，为该实验提供完善的理论依据和技术指导．除此之外，本文提出的实验方案不仅适用于单摆的简谐振动还适用于各种阻尼振动。     

用动静法研究非惯性参考系中单摆的周期问题

众所周知，单摆小角度的振动为周期性的简谐振动．而简谐振动就是物体受到一个始终指向平衡位置的回复力作用．因此寻找平衡位置是解决这类问题的关键在非惯性参考系中的单摆运动确定平衡位置更为重要．笔者应用动静法，先确定单摆在非惯性参考系中的平衡位置，求出平衡位置处单摆的绳子的张力，继而求出它的振动周期．现举例如下：     

单摆运动中的能量损失与实验验证

本文编译自《Ｐｈｙｓｉｃｓｔｅａｃｈｅｒ》（见参考文献（１），文章认为单摆运动能量损失来自三个方面：作用在摆球和摆线上的空气阻力以及悬挂点的摩擦，由此算得在一个周期内，阻力消耗的能量使摆球水平位移减小的数值，理论值与实验结果非常接近。     

探究单摆加速度与摆角的关系

1建立单摆模型 如图1（a）所示,小球质量为m,绳长为L,单摆的摆角为a,将小球在A位置静止释放．     

用单摆测定重力加速度实验中的几点探讨

探讨了单摆测定重力加速度实验的几点误区:摆角与偏角,夹角足够小的条件,振动次数的统计,摆长测量.     

偏摆对单摆振动周期的影响

偏摆对单摆振动周期的影响莫克威（长沙交通学院４１００７６）用单摆测量重力加速度的实验中，因为采用电子计时仪器，对周期测量的精度有较大提高．但是由于各种因素的影响，单摆的摆动平面或多或少地会偏离竖直平面，俗说“偏摆”，这种干扰对单摆运动周期会造成多大影...     

变摆长单摆振动的研究

变摆长单摆振动的研究汪静霞（吉林建筑工程学院长春１３００２１）单摆振动是力学理论与实验教学中的一个重要例子．体系的拉氏函数在小摆幅情况下可以写作运动方程是这是一个常系数线性微分方程，它的解是圆频率为。的简谐振动．力学实验中常常利用它来测定重力加速度ｇ...     

单摆周期的系统误差分析

文章逐个分析计算了单摆的摆角、摆球的自转、摆线质量、空气浮力以及空气阻力对于单摆周期的影响,以1 m长5°小幅单摆为例,得到这5种因素带来的系统相对误差分别为+0.45‰、+0.02‰、-0.45‰、+0.07‰、-0.14‰,合计仅为-0.05‰,即这5种误差因素几乎相互抵消,小幅单摆实验在理论上的系统误差极小.文章给出了较为详细的推理、计算和分析过程,尤其空气阻力矩的推理过程以及图、表等,意在提供较为完整和准确的认识.文末,针对人们在空气阻力认识上可能存在的某些不足,文章给出了几点必要的说明.     

用单摆法测重力加速度实验的改进

用单摆测重力加速度是大学和中学物理课的必做实验，实验装置简单，方法容易掌握，十分有助于提高学生分析、解决问题的能力．但由于多种原因使这个实验误差较大，进度缓慢，若对原有装置稍加变化，在单摆立柱和摆球之间固定一小图板，在图板上贴一张白纸，如图，就能有效的减小以下三方面的误差，并加快实验速度．实验装置图1．当摆球在空间摆动时，原单摆装置要求用目测观察摆球在一个平面内摆动就认为是单摆运动．但这种观察无显著的参照标准，极有可能把锥摆视为单摆，造成实验误差．若以图中贴纸图板表面为参照面，每次调节摆长后再调…     

单摆周期公式的讨论

学生对单摆周期公式T=2π／L/g都能理解，但对“变形单摆”问题感到束手无策．本文就“单摆的摆长”和单摆的“等效重力加速度”做一阐述，从而导求出运用单摆周期公式T=2π／L/g的一般规律．     

利用等值单摆长研究漏摆周期的变化规律

利用等值单摆长,考虑漏摆尺寸对周期的影响,推导了圆台形漏摆的周期随流体下落高度变化的规律.发现当液面下降时,漏摆的周期先增大,达到极大值后再减小;漏摆内流体密度越大,周期最大值越大.推导方法可以推广至其它旋转体,比如圆锥体、圆柱体等.利用级数法分析表明漏摆的周期变化主要由其自身性质(摆长、摆锤尺寸等)决定,当摆长远大于摆锤自身尺寸时,漏摆质量变化的影响可以忽略,可以用作单摆等周期运动的演示.最后实验验证了圆台形漏摆周期随高度的变化规律,与理论推导结果一致.     

单摆振动周期计算中的一个问题

单摆当摆角0<5°时,其振动周期T=2π,其中g为摆所在位置地球表面附近处的重力加速度,因为对地球而言,表面各处重力加速度值变化不大可近似为常量即g=9.8m／s2,故常说单摆的周期只取决于单摆自身的性质,但是应当指出的是,只有当单摆的悬挂点相对地球静止时,上述结论才是正确的.如果出现较为复杂的情形,则上式中的g就不再是重力加速度g,而应理解为"表观重力加速度     

基于MATLAB下对单摆实验中大摆角问题的讨论

借助MATLAB计算软件,研究无阻尼状态下单摆的大摆角运动,给出了任意摆角下单摆运动周期的精确解。同时利用MATLAB函数库中的ode45函数,求解出大摆角下的单摆的运动方程及其运动规律,为单摆实验中大摆角问题的讲解提供了较好的教学辅助手段。     

任意振幅单摆周期近似公式

文中提出一个精度较高的单摆周期近似公式，在任意振幅范围内，其计算结果可代替椭圆积分表．     

测量不确定度分析在大学物理实验中的应用--单摆测重力加速度

重力加速度是物理学中一个重要的力学常量,其测定方法有很多,在大学物理实验中常用到的测量方法是单摆法.但实验原理仅研究了单摆摆球的运动,忽略了摆球大小、浮力、摆线质量等因素的影响,因此测量结果不够精确.通过对引起单摆法测定重力加速度的相关系统误差进行修正,得到相对精确的重力加速度公式和相应的合成标准不确定度公式.最后对测得的数据进行合理地分析和计算,最终得出较为精确的实验结果.     

单摆运动周期的近似解

导出了两个简单、衫、精度高的单摆运动周期近似公式,并指出在数学及研究等工作中应注意近似计算方法的应用。