1.大学物理 简谐运动
(1)当位移最大时(在最大位移处),回复力最大(等于最大静摩擦力),所以
F=K*A=μ*mg ,A是振幅,K是回复系数,m是物体质量
得 K / m=μ g / A
由于简谐运动的周期是 T=2π*根号(m / K)
频率是 f =1 / T=[根号(K / m)] / (2π)
即 2=[根号(μ g / A)] / (2π)
2=[根号(0.5*10 / A)] / (2*3.14)
所求的振幅最大值是 A=0.032米=3.2厘米
(2)若令此板作沿竖直方向的简谐运动,在最高处(是个最大位移处)的加速度等于重力加速度 g
此时 K1*A1=mg ,K1是回复系数,A1是振幅
K1 / m=g / A1
与上问同理,这时有频率 f1=[根号(K1 / m)] / (2π)
即所求最大频率是 f1=[根号(g / A1)] / (2π)
=[根号(10 / 0.05)] / (2*3.14)
=2.25 Hz
2.高中物理,简谐运动
如果物体在距地心为r处(r ≤ R),那么这个物体只会受到以地心为球心、以r为半径的那部分球体的万有引力,而距地心为r到R之间的物质对物体作用力的合力为零。
物体掉入隧道之后,不是做自由落体运动。因为
设物体的质量为m,地球密度为ρ,以半径为r的那部分球体的质量为M,距地心r处的重力加速度为g,则M = 4/3πr^3ρ,G Mm/r^2 = mg,得g = GM/r^2 = 4/3 πρGr. ①
由于物体掉入隧道之后,r在变化,由①式可知g也在变化,且离地心越近g越小,在地心处g = 0.所以物体不是做自由落体运动。
考虑到方向,有g = - 4/3 πρGr,即物体的加速度g与位移r大小成正比、方向相反,所以物体在隧道中的运动是简谐运动。
由简谐运动的周期T = 2π根号(m/k),其中k = 4/3 πρG
体从此隧道的一端释放到另一端的时间
t = T/2 =根号(3πm/ρG)
3.物理论文关于重力加速度,给篇大约500字的范文好吗
关于单摆周期公式中的摆长与重力加速度的一些讨论黄海峰 [来源:本站 | 时间:2009-01-18 | 文章点击: 29| 评论:0条| 字体:大 中 小]
荷兰科学家惠更斯研究了单摆的振动,并提出了单摆定律:单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方根成正比,与当地的重力加速度的二次方根成反比。并且确定了如下的单摆周期公式:T=2π。这个公式可直接应用于重力场中的作简谐运动的单摆。 对一些非正常状态下的单摆在应用该公式时需作一些变换,即L应理解为等效摆长,g应理解为等效重力加速度。 一、关于等效摆长的讨论 1.实际小球的振动。在球的直径远小于绳长的情况下,摆长L为小球重心与悬点间的距离。即L=Lr,其中L为摆线长,r为小球重心与球绳连接点间的距离。通常使用均匀球体,r为球的半径。 2.质点在光滑圆弧槽中的运动。若质点在圆弧槽中的运动可视为简谐运动,则其等效摆长等于圆弧的半径。 3.双线摆。此时需分析用怎样的一根摆线来代替原来的两根线。 例1:两根等长的细线下悬挂一质点,每根绳长均为L,与天花板的夹角为a,则其等效摆长为Lsina。(如图) 例2:两绳长分别L和2L,与竖直方向的夹角为30°,则其等效摆长L′相当与oo′间的距离L′=L。(如图2) 二、关于等效重力加速度的讨论 1.一般情况下,等效重力加速度等于摆球静止在平衡位置时,摆线的张力与摆球质量的比值。 例3:单摆处于以加速度a向加速向上的升降机中做简谐运动,其等效重力加速度为多少?(如图3) 解答:当小球静止于平衡位置时,绳中拉力由牛顿第二定律可知:F-mg=ma,F=m(ga),g′==ga。 例4:在倾角为a的光滑斜面上一单摆作简谐运动。(如图4)当它静止于平衡位置时,绳中拉力F=mgsinα,其等效重力加速度为gsinα,则振动周期为T=2π。 例5:如图5,一辆汽车以加速度a匀加速前进,在车厢里有一个摆长为L的单摆。这个单摆的振动周期多大? 解答:小球的平衡位置在悬线与竖直方向成θ角处。此时悬线拉力F=m,其等效重力加速度为g′=,代入周期公式可得T=2π。 2.外界的影响需对回复力有贡献,若除重力外其它力对回复力无贡献,则等效重力加速度是不变的。 例6:由一个带电量为q的质量为m的质点和一根轻细绳组成的简谐运动系统中(如图6),其周期为T=2π。若将此系统置于方向竖直向下的场强为E的匀强电场中,其等效重力加速度为,周期为T=2π。若撤去匀强电场,而是在悬点处置一电荷为Q的电荷。由于Q对q的作用力总是沿着绳子方向,因而对回复力无贡献(即回复力始终为重力的切向分力),其重力加速度仍为g,其振动周期为T=T=2π。 例7:有一秒摆,摆球带负电,在如图7所示的匀强磁场中作简谐运动,虽然摆球在运动过程中受到洛仑兹力作用,但洛仑兹力始终沿绳子方向,与摆球运动方向垂直,因此对摆球做简谐运动的周期回复力均不起作用,所以摆球的周期仍为2S。 “本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
4.物理作业 简谐运动
简谐运动1、机械振动(1)平衡位置:物体振动时的中心位置,振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置,或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。
(2)机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称为振动。(3)振动特点:振动是一种往复运动,具有周期性和重复性。
2、简谐运动(1)弹簧振子一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子。(2)振动形成的原因①回复力:振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置,且始终指向平衡位置的力,叫回复力。
振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。②形成原因:振子离开平衡位置后,回复力的作用使振子回到平衡位置,振子的惯性使振子离开平衡位置;系统的阻力足够小。
(3)振动过程分析振子的运动A→OO→A′A′→OO→A对O点位移的方向怎样?大小如何变化?向右减小向左增大向左减小向右增大回复力的方向怎样?大小如何变化?向左减小向右增大向右减小向左增大加速度的方向怎样?大小如何变化?向左减小向右增大向右减小向左增大速度的方向怎样?大小如何变化?向左增大向左减小向右增大向右减小动量的方向怎样?大小如何变化?向左增大向左减小向右增大向右减小振子的动能增大减小增大减小弹簧的势能减小增大减小增大系统总能量不变不变不变不变(4)简谐运动的力学特征①简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动。②动力学特征:回复力F与位移x之间的关系为F=-kx式中F为回复力,x为偏离平衡位置的位移,k是常数。
简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。③简谐运动的运动学特征a=- x加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比,方向始终与位移方向相反,总指向平衡位置。
简谐运动加速度的大小和方向都在变化,是一种变加速运动。简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。
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