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.     

频闪及Matlab技术验证机械能守恒实验装置

利用摄像头频闪技术及Matlab软件组装了一个利用单摆验证机械能守恒的实验装置,主要解决学生在缺乏打点计时器的情况下,利用简便设备进行探究的难题,并将验证推广到二维.利用数据采集量大的优点,解决了传统实验只能验证机械能相等而不能验证机械能守恒的问题.     

初中“电磁感应”一章的教学

一、本章的內容和系統 本章的中心內容是在能的形式轉变的基礎上發展起來的。在第五章电能轉变为机械能中,已使学生認識到帶电導体和磁場間相互作用的关系和实际上的应用;以及电能可以轉变为机械能,第六章的內容就進一步通过电磁感应說明了能的形式的轉变和守恆定律的正确性和普遍性。以前各章都只是談到电流的性質及其应用,对电流的来源只是在第二章第十一節才提     

运动的带电金属板所产生的光电效应及其电学特性

首次将带电金属板所产生的光电效应和狭义相对论巧妙的结合起来,进而得出在地面观察者看来:运动的带电金属板间的电压会变小,电场强度不变,电容变大.     

力学问题

惯性.牛頓第一定律1.被絆的人為什麼摔倒?倒向什么方向? 2.當電車的運動狀態突然改變(當加速、閘住、停止和轉彎的時候)時,乘客就失掉平衡。解釋這個現象。3.為什么當汽車突然閘住的時候,它的前部要向下壓? 4.在起初是匀速前進的汽車里靠右壁坐着的乘客曾覺得緊壓在座位的侧壁上嚨倪\動發生了什么樣的變化? 5.在火車車廂的小桌上放着一個皮球。如果皮球,對火車的運動方向说,向前、向後、向兩旁滾動時,那么火車的運動有了怎樣的變化? 6.一列火車在水平的路上行駛着。如果     

关於力学中三條守恒定律的適用範圍

在普通物理的教學中,講到力學中機械能守恆定律、動量守恆定律和角動量守恆定律的時候,我們對於這三條定律的適用範圍,往往不很强調或不很注意。我們摘引梁寶洪所譯的福里斯—季莫列娃普通物理學中的幾段有關的材料來看一下。在第一卷第66頁上有着關於動量不滅定律的敘述:“構成一封閉系統的各物體底動量底向量和,即這封閉系統底總動量向量,在整個的運動期間內保持不變”。而關於封閉系統的敘述則是“物體彼此之間相互作用,但不舆這系統外部的物體相互作用”。在93頁有着能底不滅和轉换定律的敘述:“對於一封閉的系統(外力之功等於零),當一切過程在這系統內部發生時,這系統底能量保持不變,在此情形下,能量可以從某種形式轉變為另一     

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     

天体光譜学的今昔

天体光譜学是天体物理学的一个重要組成部分,是全部近代天体物理知識的主要来源和基础,也是人类了解恆星世界物理性貭的最有力的武器。这門学科的內容是利用物理方法、主要是光学方法、将天体所輻射或反射的光波分解为光譜,根据光譜分析原理(分光測量、分光光度測量等),运用近代物理学理論、首先是     

悬线式二维碰撞实验

提出用长摆线单摆实现在准水平面内的无摩擦运动,用摄像头记录二维碰撞过程,设计了检验二维碰撞中动量守恒和机械能守恒的教学实验.     

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.     

力场与时间有关系统的功能定理及其应用

与时间有关的有势力场与其他力共同作用系统的功能定理具有比普通的功能定理更为强大的应用价值,本文介绍这一功能定理,并应用于不同参考系观察同一系统的机械能如何变化的两个简单实例:在地面上和升降机中观察地面附近同一质点的机械能变化,在地面上和在运动车厢里看一端固定于车厢壁的弹簧振子的机械能变化.指出了有些文献的有关错误.     

演示机械振动的装置

在中学进行机械振动的教学,多半是利用单摆,但是,对于机械系统振动性质的研究,使用弹簧摆要更为妥善些。事实上,自由振动是在內力作用之下的振动系统中发生的;同时,它必須由二个要素所形成,其中的一个要素是动能,另一个要素是势能。在振动系統中发生的能量轉变,就是形成振动过程的实貭。当然,就地球-单摆这系統而言,     

运用"落体音叉"测量重力加速度

在高中物理的学习中有多种测量重力加速度的方法,如"滴水法测量重力加速度"、"利用单摆测量重力加速度"、"利用机械能守衡测量重力加速度"等等,本文介绍一种运用"落体音叉"测量重力加速度的方法,与同行商榷.     

关于低能核反应中的复合核效应

本文用扩散型光学位阱对低能(中子2—4兆电子伏,质子3.5—7兆电子伏)非弹性散射角分布、激发函数和γ射线角分布进行了计算,目的是比较系统地定量检验Hauser-Feshbach理论。计算结果和实验符合得很好。说明H.F.理论中的基本出发点,即不同复合核态之间的干涉相消的假设,是近似成立的。在此基础上,我们进一步讨论了可以用H.F.公式来提供光学位阱参数与能级自旋宇称知识的可能性,后者具体应用至N¹⁴的高激发态,计算表明:N¹⁴的4.91兆电子伏和5.01兆电子伏能级的自旋分别为0和2,能级的自旋对截面的大小影响很显著,但宇称则几乎没有影响。同时我们也应用H.F.理论讨论了相邻奇-偶核和偶-偶核弹性散射的差异。最后,考虑到同位旋在轻核中是一个准守恆量,本文中研究了在复合核过程中同位旋守恆的可能性,给出了考虑同位旋守恆以后的H.F.公式。并对于N¹⁴(p,p′)N^14*至第一激发态2.31兆电子伏(t=1),和第二激发态3.95兆电子伏(t=0)的非弹性散射角分布,分别在同位旋守恒和不守恒情况下进行了计算,结果表明,不守恒时的计算值和现有的实验非常接近,看来同位旋量子数在轻核的复合核反应中守恆性是很差的。     

关于简谐运动定义的思考

在高中物理教学中,对简谐运动的定义往往会使学生产生一些模糊的认识,只要回复力与位移成正比,即满足F=-kx,系统的振动就是简谐运动.只要周期性策动力满足上述条件,就会产生受迫的简谐运动,因此,简谐运动的周期不一定就是系统的固有周期,简谐运动的机械能也不一定守恒.一些参考书也有类似说法,例如,《新编高中新教材同步测控优化设计》高一物理下册教师用书中就解释说:简谐运动的机械能不一定守恒,书本上说机械能守恒是有前提的,是指像单摆和弹簧振子这样的理想化振动.     

黑洞趣闻

 在前一篇文章中我们曾指出,星球的大小越接近引力半径,时钟走得越慢.这就是说从一个远离黑洞的观察者看来,黑洞附近强引力场中任何过程的进程都变慢了.     

用光电计时器做机械能守恒定律验证实验

机械能守恒定律验证实验是人教版高中物理第一册(必修)中的基本实验,其作用是克服直接对守恒定律进行推导而得出结论带来的弊端,使得学生易于接受,认知过程中不感到突然.按照教材中给出的实验,把小球用细线悬挂做成一个单摆,拉小球到某一高度,由静止释放,然后摆到另一侧能达到跟初始位置几乎相同的高度.尽管实验很容易完成,又能够说明机械能转化和守恒现象,但是,对重力势能向动能转化过程中是否守恒,并没有直观的效果.笔者在教学过程中用光电计时器改进了本实验,收到了很好的教学效果.     

斜面上下滑滑块机械能守恒问题新解

通过数学运算和理论分析, 重新解答了斜面上向下滑动的滑块机械能守恒问题, 得出了在地面上和相 对于地面做匀速运动的小车上, 下滑滑块机械能都守恒的新结论, 拓展了对机械能守恒的适用领域     

固体弹性恒量的超声测定法

一表征固体性能的几个恆量——楊氏弹性腁?切变模量以及泊松数,通常在使用机械方法来測定它們的数值时,往往是相当繁杂的。近年来开始使用超声波的方法来测定这些恆量的数值;其基本原理是利用超声波在固体介貭中传播的特性及速度的观測,找出某些实驗数据,代入有关的关系式中,从而求出表征固体物质性能的这几个恆量的絕对值。使用这种方法,     

影响单摆振动周期的参数研究

应用振动分析的方法,研究了单摆的周期受摆角、摆球的线度、地球纬度、摆球离地面的高度、介质黏度和介质密度参数的影响;作出了周期比随参数变化的曲线.结果表明:单摆的周期随摆角、摆球的线度、摆球离地面的高度、介质黏度和介质密度的增大而增大,随地球纬度的增大而减小.