利用机械能守恒求解非惯性系单摆的振动周期

由于不同的非惯性系具有不同的加速度,导致单摆在不同的非惯性系中具有不同的振动周期,所以有必要掌握非惯性系下单摆振动周期的计算.基本的计算方法是利用非惯性系动力学方程,结合受力分析求解,但这种方法既要考虑惯性力,又需要进行力的分解,比较麻烦.本文通过引入惯性力势能,给出非惯性系机械能守恒定律,并利用机械能守恒定律对处于特定非惯性系中的单摆周期进行分析计算,得出非惯性系中单摆的振动周期不仅与单摆自身属性有关,而且与非惯性系的运动加速度或角速度有关的结论.     

单摆的振动图像演示装置

用电火花计时器作单摆的高压电源,使单摆的针尖和铜片间产生火花放电,并且在单放机带动而做匀速直线运动的纸带上产生放电点迹,形成单摆的振动图像.根据振动图像探究单摆的振动周期与振幅、摆长和摆的质量是否有关.     

双单摆、双弹簧振子振动示波

利用示波器演示机械振动,方法简单,效果也比较好。吉林大学物理系根据文献制做了一个单摆振动示波装置。我们在此基础上又做了一些改进,将一个单摆改为双单摆,并加进双弹簧振子,使得整个装置可以将振动的有关內容(除参考圆外)全部演示出来。原理单摆与弹簧振子示波的原理是相同的,我们以单摆示波为例。实验的基本原理如图1所示。用两个同样的单摆装置,可同时演示出两个谐振动以及它们的振动合成。实际电路如图     

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。     

自制单摆振动图像描绘实验仪

为获得简谐运动的清晰图像,自制了单摆振动图像描绘实验仪.实验将带有放电针的单摆与高压脉冲的电极相连,在单摆下方放置一匀速运动的纸带,当单摆振动时,由尖端放电原理可知,在纸带上将描绘出单摆振动的图像.     

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：     

磁单摆的系列振动演示实验

磁单摆的系列振动演示实验复旦大学物理系刘贵兴，童培雄单摆振动与弹簧振子的振动一样，都是属于典型的简谐振动．以往演示单摆振动的实验内容较少．为了弥补这方面的不足，本文介绍用一只由铝镍钻制成的强磁性的圆柱形磁钢作为普通单摆的摆锤（我们称其为磁单摆，以下简...     

自制受迫振动演示器

高中物理教材中受迫振动是用手摇把手下挂弹簧振子来演示的,由于弹簧振子振动时易摇晃,手摇控制策动力的频率也不易掌握,因而共振现象不易观察。单摆的共振现象教材中是用张紧的绳上挂几个单摆来演示的,装置虽简单,效果并不好。原因一是挂单摆的绳形成“弧垂”,造成对各单摆的策动力强弱不等。二是由于绳上形成“波”的反射,使作用到各单摆的策动力变得复杂,实验中很难调节到受迫共振摆和“策动摆”基本同相位,策     

单摆系统的振动研究

通过求解变张力弦振动微分方程的边值问题,给出摆线与摆球的质量比为任意值时单摆系统运动的一般解和本征频率满足的方程.利用该方程求得高精度的单摆系统周期数值解,特别是拟合出单摆系统作基频振动时一个范围大、精度高的周期近似公式.同时将理论与实验进行比较,结果二者相符.     

对"等效重力加速度"的质疑

单摆做简谐运动时，其振动周期T=2π√l/g.其中l、g分别为单摆摆长和单摆所处位置的重力加速度．在高中总复习阶段复习单摆时，很多教师经常会为学生讲解或布置诸如单摆放在固定光滑斜面上、竖直或水平加速的装置中、匀强电场或匀强磁场中等一些变形题目，来求解上述新情景下单摆的振动周期，以加深学生对单摆振动规律的认识，并培养学生的知识迁移能力．然而，有很多复习参考书为学生提供了一种解答方法，即在求解上述新情景下单摆的振动周期时，只需用新情景下的等效重力加速度g’代替原来单摆周期公式中的重力     

基于LabVIEW的单摆振动图像的探究实验

针对传统实验的不足,结合数据采集和虚拟仪器测量技术,开发了基于LabVIEW的单摆振动图像的探究实验装置,实现了单摆振动图像的绘制、单摆周期的测量和当地重力加速度的计算,直观地展示了单摆振动图像,提高了可视化效果和测量精度,降低操作难度,并将单摆振动图像演示实验和用单摆测定重力加速度实验进行了整合,提高了测量效率.     

单摆振动定律教学的改进

教材中,关于单摆振动定律的教学,首先通过演示来得到:1)单摆振动的等时性,2)振动周期跟摆球的质量无关,3)振动周期跟摆长的平方根成正比;其次,介绍从理论上得到并由实验证实的结论,振动周期跟重力加速度的平方根成反比;最后提出惠更斯研究确定的关于单摆振动周期的公式:     

单摆运动的实时测量

对传统单摆装置进行改进,在摆球上安装小金属探针,用软导线做摆线,在单摆下方放置带电水槽,使单摆摆动时探针在水面划动,将振动量转化为电位量,实现了单摆振动的实时测量.     

“单摆实验”的改进

“单摆实验”的改进曾广启（太原铁路成人中专）“研究单摆的振动周期，用单摆测定重力加速度”，是一个传统的重要实验，以下简称为“单摆实验。”“单摆实验”比较简单，但对仪器要求精度比较高，所以价格贵，根据大纲要求全部配齐，学校经费不足，也比较困难。因此，这...     

用数字计时器测定单摆周期

单摆在摆角很小的情况下,振动周期为:T=2π(g/l)~(1/2)(1)测得单摆的振动周期T及摆长l,就可算出重力加速度g值,即:g=4π~2l/T~2(2) 通常,单摆的振动周期是用停表来测定。由于停表精度不够,特别是单摆振动周期的起讫位置不易判断,以致按停表的时刻提早或推迟,周期不易测准。如采用能测三次挡光时间     

单摆周期的数值计算

单摆在小振幅情况下可近似看作简谐振动,根据其振动的微分方程,可以直接获得单摆振动的周期.本文用数值方法,计算了一般情况下单摆的振动周期,并与小振幅近似的结果作了比较.     

振动图象演示实验的改进

一般教科书中演示振动图象的实验,常常用漏斗做成一个单摆,将细砂装入漏斗中,通过细砂描绘的曲线,来说明振动的图象。这种方法的缺点是不容易实际操作。下面给大家提供一个装置简单且容易操作的实验方法。实验材料是磁铁、儿童用磁性写字板和力学小车。具体演示方法如下: 首先将永磁铁磨制成体积较小的圆锥形状,然后用细线的一端拴住圆锥底部,另一端悬挂起来即成一单摆。为避免与铁性物质吸引而影响单摆的振动,支架和底座应用木料制成。最后把磁性写字板固定在力学小车     

单摆振动实验的改进

一般物理课本(如高中乙种本)在叙述单摆振动定律的演示时,每一步要让单摆振动50次,整个实验要让单摆振动几百次,还要测出时间,算出周期,比较它与振幅、质量、摆长等几组数据,找出相应的关系,费去的时间太多,势必挤掉讲解课文和其他教学环节应有的时间,影响教学效果。在考察单摆振动周期跟重力加速度的关系时,一般学校都不进行演示,师生总感到美中不足。下面谈谈我们的改进做法。     

单摆振动周期与摆幅的相关性

在初等物理直到大学的普通物理中,单摆作为在保守力场中运动的一个典型例子,常被引用．所谓“单摆”,亦称“数学摆”,是一个上端被固定,由不能伸长的,而质量可忽略不计的细线或杆的下端,悬挂一个质量为ｍ的小球（可当作质点）的运动系统．当它仅在重力ｍｇ作用下,于铅直平面内摆动时,如果摆幅很小,则它的振动周期为：Ｔ＝２π,（１为悬线总长度）与摆幅无关．而且,实验上如果测定了ｌ和Ｔ,就可以求出重力加速度ｇ．可是人们往往忽略了这个公式的导出,有一个先决条件,那就是摆的振幅必须很小．事实上,单摆的振动周期,是与摆…