● 基础知识落实 ●1、弹簧振子:2
在一条不可伸长、不计质量的细线下端系一质点所形成的装置
单摆是实际摆的理想化物理模型
单摆做简谐运动的回复力单摆做简谐运动的回复力是由重力 mg 沿圆弧切线的分力 F=mgsin θ 提供(不是摆球所受的合外力),θ 为细线与竖直方向的夹角,叫偏角
当 θ 很小时,圆弧可以近似地看成直线,分力 F 可以近似地看做沿这条直线作用,这时可以证明 F=-mgtx=-kx
可见 θ 很小时,单摆的振动是 简谐运动
单摆的周期公式① 单摆的等时性:在振幅很小时,单摆的周期与单摆的 振幅 无关,单摆的这种性质叫单摆的等时性,是 伽利略 首先发现的
② 单摆的周期公式 T=2 π√lg ,由此式可知 T∝1√g ,T 与 振幅 及 摆球质量 无关
单摆的应用① 计时器:利用单摆的等时性制成计时仪器,如摆钟等,由单摆的周期公式知道调节单摆摆长即可调节钟表快慢
② 测定重力加速度:由T=2π√lg 变形得 g=4 π2lT 2 ,只要测出单摆的摆长和振动周期,就可以求出当地的重力加速度
③ 秒摆的周期 秒 摆长大约 米(5)
单摆的能量摆长为 l,摆球质量为 m,最大偏角为 θ,选最低点为重力势能零点,则摆动过程中的总机械能为:E= mgl (1 - cos θ ) ,在最低点的速度为 v= √2 gl(1−cosθ)
专题二 简谐运动的两种典型模型知识点一、弹簧振子:1、定义:一根轻质弹簧一端固定,另一端系一质量为 m 的小球就构成一弹簧振子
2、回复力:水平方向振动的弹簧振子,其回复力由弹簧弹力提供;竖直方向振动的弹簧振子,其回复力由重力和弹簧弹力的合力提供
3、弹簧振子的周期:T=2π√mk① 除受迫振动外,振动周期由振动系统本身的性质决定
② 弹簧振子的周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放