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等长的摆锤在不同的高度下落,到最低点的时间相同吗?为什么(最好能说说绳子长度跟时间的关系)

答案:3  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-01-27 19:47
这问题有点难,小弟在此先谢过,希望高手能留下Q以便交流
最佳答案
有一些限定条件可以组成单摆,但是,你说的摆不是单摆所以不能套用公式。
等长的摆锤在不同的高度下落,到最低点的时间相同吗?单摆可以,摆角小于10度,其他不同。
用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐1运动。单摆运动的周期公式:T=2π√(L/g).其中L指摆长,g是当地重力加速度。
当单摆周期T=2s时,由公式推导,摆长大约为1m,这种情况的单摆叫做秒摆。秒摆常见于摆钟上。 注意:在目前高中阶段,一般研究摆角小于10°的情况(即近似看做简谐运动),且高中阶段教材中仅涉及在试验中推测公式,不涉及单摆周期公式的推导(因为需要涉及到高等数学)。
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摩擦产生的热能
按简协运动进行微积分计算,时间的确如一楼所说。因为把回复力看作mgx/l(摆长为l,x为偏离震动中心位置的路程),所以是简协运动。 但实际上回复力是mgsin(x/l),而sin(x/l)小于x/l,所以实际回复力小于计算值,回复时间自然比计算结果大。也就是实际摆动周期比计算值大。 而高度越高,这个时间误差也越大,也就是时间偏大越多。就是摆的幅度越大(就是你说的起点越高),时间越长。 10度之内的都可以近似用楼上公式计算。摆幅度很大的摆动周期需要电脑进行积分计算,因为它不是常见积分,手算无法进行。
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