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物理什么叫摆

发布时间:2022-04-16 18:35:33

㈠ 初二物理关于摆

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。g≈10

所以T=2×π×√(0.4÷10)=2×π×0.2=0.4π

㈡ 什么是单摆什么是双摆

单摆:由一根不可伸长、质量不计的绳子,上端固定,下端系一质点,的装置叫做单摆。单摆在摆角小于10°的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆周期公式:T=2π*sqrt(l/g)

双摆:轴互相平行,一个摆的支点装在另一摆的下部所形成的组合物体。双摆有两个摆角,所以有两个自由度。双摆是多自由度振动系统的最简单的力学模型之一。

㈢ 物理单摆的定义。

单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点,另一端固结一个重小球,就构成单摆。若小球只限于铅直平面内摆动,则为平面单摆,若小球摆动不限于铅直平面,则为球面单摆。

㈣ 摇摆的物理名词

摆的性质
“不论摆动的幅度大小,完成一次摆动的时间是相同的。”在物理学中这叫做摆的等时性原理。但如果摆绳越短,摆动一次的时间就越短。过了100多年后,牛顿发现了万有引力定律,摆的等时性原理终于从理论上得到了圆满的解释。
摆的故事
事情发生在400多年前的意大利的比萨(Pisa),年轻的伽利略(Galileo )当时正在比萨大学学习。有一天,伽利略在教室里做弥撒。教堂穹顶上挂着的吊灯不停地来回摆动,这本是司空见惯地现象却引起了伽利略地注意,他被吊灯摆动地节律性吸引住了。伽利略看得出了神,尽管吊灯地摆动的幅度越来越小,但每摆动一次的时间似乎时相等的。这个现象令他大为惊奇,于是他决定仔细地观察。
他记起医学老师讲过,脉搏的跳动是有规律的。于是,他一面按住手腕数脉搏跳动的次数,一面注视着灯的摆动。果然不错,灯每往返一次摆动的时间完全相同。接着,又一个疑问冒了出来:加入吊灯受到强风吹动,摆得高了些,它每摆动一次的时间还是一样的吗?回到宿舍,伽利略模仿吊灯开始了实验,它把铁块固定在绳子上的一端后挂起来,将铁块从竖直位置向侧面拉开不同的距离,仍用脉搏测量摆动的时间。实验结果证明它最初的假设是正确的。
造句: 舞蹈者随着音乐摇摆着。3.摇摆乐是青少年的反叛音乐。4.他们的主顾是些摇摆舞明星。5.他尽力抓住摇摆的绳子。6.每条树枝都在风里摇摆。7.他在两种意见之间摇摆不定。8.牛尾巴轻轻地左右摇摆。9.乌拉圭和海地则在中间摇摆。10.小艇直在海浪中摇摆。

㈤ 物理单摆运动的定义

首先由牛顿力学,单摆的运动可作如下描述:
单摆受到的重力矩为:
M = - m * g * l * Sin x.
其中m为质量,g是重力加速度,l是摆长,x是摆角。
我们希望得到摆角x的关于时间的函数,来描述单摆运动。由力矩与角加速度的关系不难得到,
M = J * β.
其中J = m * l^2是单摆的转动惯量,β = x''(摆角关于时间的2阶导数)是角加速度。
于是化简得到
x'' * l = - g * Sin x.
我们对上式适当地选择比例系数,就可以把常数l与g约去,再移项就得到化简了的运动方程
x'' + Sin x = 0.

因为单摆的运动方程(微分方程)是
x'' + Sin x = 0…………(1)
而标准的简谐振动(如弹簧振子)则是
x'' + x = 0………………(2)
我们知道(1)式是一个非线性微分方程,而(2)式是一个线性微分方程。所以严格地说上面的(1)式描述的单摆的运动并不是简谐运动。
不过,在x比较小时,近似地有Sin x ≈ x。(这里取的是弧度制。即当x -> 0时有Sin x / x = o(1)。)因而此时(1)式就变为(2)式,单摆的非线性的运动被线性地近似为简谐运动。

然后说一下为什么是5°。由于Sin x ≈ x这个近似公式只在角度比较小的时候成立(这一个可以从正弦函数的在原点附近的图象近似看出),所以只有在小角度下(1)式化作(2)式才是合理的。
事实上5°≈0.087266弧度,Sin 5°≈0.087155,二者相差只有千分之一点几,是十分接近的。在低精度的实验中,这种系统误差可以忽略不计(因为实验操作中的偶然误差就比它大)。但如果换成25°,误差高达百分之三,就不宜再看成是简谐振动了。
由于正弦函数的性质,这个近似是角度越小,越精确,角度越大越不精确。如果角度很大(比如60度处,误差高达17%),就完全不能说它是简谐振动了。

㈥ 物理摆和单摆的区别

设夹角a 线长l 拉力T 角速度w T-mgCOSa=w^2*l (1) mgSINa=-mdv/dt (2) v=da/dt*l(3) 有2 3 式得 gSINa/l=-d^2a/dt^2 a很小时sin(a)=a g*a/l+d^2a/dt^2=0 这是最简单的常微分方程式 特征根是 A=(g/l) i w^2=g/l 所以解a=a0cos(wt+b) 周期T=2TT/w=2TT*(l/g)^1/2 严密的:gsin(a)/l=-d^2a/dt^2 开始不做近似 两边乘以da/dt 再积分(和证明能量守恒一样) (da/dt)^2=2g/l *COSa+C 当a=0时如果da/dt=w0 那么C=w0^2-2g/l (da/dt)^2=4g/l *(lw0^2/4g-SIN^2a/2)>=0 设lw0^2/4g=k^2 带入 dt=+-1/2*(l/g)^1/2*da/(k^2-SIN^2a/2)^1/2 设SINa/2=ku 在带入 dt=+-(l/g)^1/2*/((1-u^2)(1-k^2u^2))^1/2 然后利用椭圆积分 得到 k<1 T=2TT(l/g)^1/2*(1+1/16*l/g*w0^2) k>1 T=TT/k*(l/g)^1/2*无穷级数((2n-1)!!/(2n)!!(1/k)^n)^2
TT是派

㈦ 物理中的“摆”有几种

高中物理介绍过的 有 单摆 锥摆 还有就是曲线摆(可能不对)

㈧ 什么是复摆 和单摆有什么区别

复摆是一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动的动力运动体系。

区别一、摆动所绕的轴不同

复摆是绕自身某固定水平轴摆动;单摆是绕点摆动。

区别二、物体组成不同

复摆是物体自身;单摆是无重细杆或不可伸长的细柔绳加上小球。

复摆的转轴与过刚体质心C并垂直于转轴的平面的交点O称为支点或悬挂点。摆动过程中,复摆只受重力和转轴的反作用力,而重力矩起着回复力矩的作用。

(8)物理什么叫摆扩展阅读:

研发历程:

伽利略第一个发现摆的振动的等时性,并用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变动。

惠更斯制成了第一个摆钟。单摆不仅是准确测定时间的仪器,也可用来测量重力加速度的变化。

天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢2.5min,经过校准,回巴黎时又快2.5min。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。

牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。

直到20世纪中叶,摆依然是重力测量的主要仪器。

㈨ 什么是物理学的钟摆原理,计算公式是什么物理学中有

钟摆原理:指钟摆总是围绕着一个中心值在一定范围内作有规律摆动。

计算公式 T=2π(L/g)^1/2 T为周期 L为摆长 g为重力加速度

摆可用来展现种种力学现象。最基本的摆由一条绳或竿,和一个锤组成。锤系在绳的下方,绳的另一端固定。当推动摆时,锤来回移动。摆可以作一个计时器。

垂直平面的线的交角,θ0为θ的最大值,m为锤的质量,a表示角度加速度。忽略空气阻力以及绳的弹性、重量的影响:

锤速率最高是在θ = 0时。当锤升到最高点,其速率为0。绳的张力没有对锤做功,整个过程中动能和位能的和不变。运动方程为: 注意不论θ的值为何,运动周期和锤的质量无关。

当θ相当小的时候,可得到一条齐次常系数微分方程,此为一简谐运动。准确的运动周期不可以用基础函数求得。

(9)物理什么叫摆扩展阅读:

冲击摆原理

冲击摆是来用计算弹壳速度的实验室仪器。它的原理为:物件碰撞前后动量等恒,摆运动时能量等恒。

冲击摆和普通摆相似,特别之处它的锤会和弹壳产生完全非弹性碰撞,即碰撞后两者会合为一。

将弹壳射向停止的锤,使锤和弹壳合在一起摆动。设锤质量为mp,弹壳质量和初速度分别为mb和v,锤和弹壳碰撞后的速度为u。

以下是弹壳速度的计算方法:

(动量等恒) 1 / 2(mb+mp)u*u= (mb+mp)gh(能量等恒) 解得 。

㈩ 什么是单摆

单摆 由一根不可伸长、质量不计的绳子,上端固定,下端系一质点,这样的装置叫做单摆。单摆在摆角小于5°的条件下振动时,可近似认为是简谐[1]运动。单摆周期公式:T=2π[l/g].
单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比,跟重力加速度的平方根成反比,跟振幅、摆球的质量无关.
*[]为开方。
单摆(图中三个质点依次为B、A、C)摆的 回复力 回复力 加速度 加速度 速度 速度
运动 大小变化 方向 大小变化 方向 大小变化 方向
A→ B 变大 向右 变大 向右 变小 向左
B→ A 变小 向右 变小 向右 变大 向右
A→ C 变大 向左 变大 向左 变小 向右
C→ A 变小 向左 变小 向左 变大 向左

simple penlum
质点振动系统的一种,是最简单的摆。绕一个悬点来回摆动的物体,都称为摆,但其周期一般和物体的形状、大小及密度的分布有关。但若把尺寸很小的质块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上,把质块拉离平衡位置,使细绳和过悬点铅垂线所 成角度小于10°,放手后质块往复振动,可视为质点的振动,其周期 T只和l和当地的重力加速度g有关,即 而和质块的质量 、形状和振幅的大小都无关系,其运动状态可用简谐振动公式表示,称为单摆或数学摆 。如果振动的角度大于 10°,则振动的周期将随振幅的增加而变大,就不成为单摆了。如摆球的尺寸相当大,绳的质量不能忽略,就成为复摆(物理摆),周期就和摆球的尺寸有关了。首先由牛顿力学,单摆的运动可作如下描述:
单摆受到的重力矩为:
M = - m * g * l * Sin x.
其中m为质量,g是重力加速度,l是摆长,x是摆角。
我们希望得到摆角x的关于时间的函数,来描述单摆运动。由力矩与角加速度的关系不难得到,
M = J * β.
其中J = m * l^2是单摆的转动惯量,β = x''(摆角关于时间的2阶导数)是角加速度。
于是化简得到
x'' * l = - g * Sin x.
我们对上式适当地选择比例系数,就可以把常数l与g约去,再移项就得到化简了的运动方程
x'' + Sin x = 0.
因为单摆的运动方程(微分方程)是
x'' + Sin x = 0…………(1)
而标准的简谐振动(如弹簧振子)则是
x'' + x = 0………………(2)
我们知道(1)式是一个非线性微分方程,而(2)式是一个线性微分方程。所以严格地说上面的(1)式描述的单摆的运动并不是简谐运动。
不过,在x比较小时,近似地有Sin x ≈ x。(这里取的是弧度制。即当x -> 0时有Sin x / x = o(1)。)因而此时(1)式就变为(2)式,单摆的非线性的运动被线性地近似为简谐运动。
然后说一下为什么是10°。由于Sin x ≈ x这个近似公式只在角度比较小的时候成立(这一个可以从正弦函数的在原点附近的图象近似看出),所以只有在小角度下(1)式化作(2)式才是合理的。
事实上5°≈0.087266弧度,Sin 5°≈0.087155,二者相差只有千分之一点几,是十分接近的。在低精度的实验中,这种系统误差可以忽略不计(因为实验操作中的偶然误差就比它大)。但如果换成25°,误差高达百分之三,就不宜再看成是简谐振动了。
由于正弦函数的性质,这个近似是角度越小,越精确,角度越大越不精确。如果角度很大(比如60度处,误差高达17%),就完全不能说它是简谐振动了。
伽利略第一个发现摆的振动的等时性,并用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变动。惠更斯制成了第一个摆钟。单摆不仅是准确测定时间的仪器�也可用来测量重力加速度的变化。惠更斯的同时代人天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢 2.5分钟,经过校准,回巴黎时又快 2.5分钟。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。I.牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。直到20世纪中叶,摆依然是重力测量的主要仪器。
[sir_chen补充]
上面提到是角度比较小的时候单摆的近似公式,但是对于我个人而言比较喜欢追求完美.所以在此补充一点,也就是在任意角度下单摆的周期公式.但在此之前提出两个概念:第一类不完全椭圆积分:F(φ,x)=∫[0,φ]dθ/√(1-x²sin²θ),第一类完全椭圆积分K(x)=F(π/2,x)=∫[0,π/2]dθ/√(1-x²sin²θ)(∫[a,b]f(x)dx表示对f(x)在区间[a,b]上的定积分)
设摆长为l,摆线与竖直方向的夹角为θ,那么单摆的运动公式为:
d²θ/dt²+g/l*sinθ=0
令ω=dθ/dt,上式改写成:
ωdω/dθ+g/l*sinθ=0
其全解为:
ω²=2g/l*cosθ+c
给定初始条件θ=α(0≤α≤π),ω=0,则其特解为:
ω²=2g/l*(cosθ-cosα)=4g/l*(sin²(α/2)-sin²(θ/2))
所以t=∫dθ/ω=1/2*√(g/l)*∫[0,θ]dθ/√(sin²(α/2)-sin²(θ/2))
做变换sin(θ/2)=sin(α/2)sinφ,则
t=√(l/g)*∫[0,φ]dφ/√(1-sin²(α/2)*sin²φ)=√(l/g)*F(φ,sin(α/2))
以上是单摆从任意位置摆动任意角的公式,当单摆从任意位置开始摆动到竖直位置时,θ=α,此时φ=π/2
那么T=4t=4√(l/g)*F(π/2,sin(α/2))=4√(l/g)*K(sin(α/2)),此处的α就是常说的摆角,现在看一下不同的摆角对周期的影响
单摆的近似公式为T=2π√(l/g),精确公式为T=4√(l/g)*K(sin(α/2)),记相对误差为e(α)
那么e(α)=(2K(sin(α/2))-π)/(2K(sin(α/2))
用Maple计算得到:
e(1)=0.0019%
e(2)=0.0076%
e(3)=0.0171%
e(4)=0.0305%
e(5)=0.0476%
e(6)=0.0685%
e(7)=0.0933%
e(8)=0.1218%
e(9)=0.1542%
e(10)=0.1903%
e(11)=0.2303%
e(12)=0.2741%
e(13)=0.3217%
e(14)=0.3730%
e(15)=0.4282%
e(16)=0.4872%
e(17)=0.5500%
e(18)=0.6165%
e(19)=0.6869%
e(20)=0.7611%
实验室一般取α≤5,所以相对误差不超过0.05%,总的来说精度还是比较高的.

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