- 新高考物理单摆
新高考物理中涉及的单摆模型主要有以下几种:
1. 细线单摆:由一根长度为L的细线,一端固定在悬点上,另一端固定一个质量为m的小球构成。
2. 空气单摆:由一根长度为L的细线,一端固定在悬点上,另一端固定一个质量为m的小球,让小球在空气中振动。
3. 圆锥摆:小球固定在比细绳顶点要稍高一些的位置,与固定点在同一平面内,用力拉起小球,使细绳与竖直方向成一定角度,小球的摆动就构成圆锥形。
此外,还有大摆长单摆模型(如太空单摆)、小角度单摆模型、混沌单摆等。其中,混沌单摆是受迫振动的一种特例,当细线的刚度或质量比空气的阻尼要大得多得多时,单摆的运动可以看作是完全确定的,就如同机械振动中的简谐运动一样。
以上内容仅供参考,可以咨询高中阶段的物理老师或者同学获取更具体的信息。
相关例题:
题目:
例题:
一单摆的摆长为L,摆球的质量为m,已知单摆在空气中做简谐运动,摆球运动到平衡位置时,其受到的合外力的大小为F,求摆球运动的振幅。
分析:
单摆在空气中做简谐运动时,摆球受到重力和空气阻力的作用。由于空气阻力可以忽略不计,因此摆球受到的合外力在平衡位置时为$F$。
解题过程:
根据简谐运动的振幅定义,振幅即为振动的最大位移,因此摆球的振幅为:
$A = L - r = L - \frac{mg}{k}$
其中$r$为摆球在平衡位置时的半径。
答案:
摆球的振幅为$L - \frac{mg}{k}$。
注:本题中空气阻力可以忽略不计,因此合外力在平衡位置时的大小即为$F$。在实际应用中,需要根据实际情况考虑空气阻力的影响。
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