单摆及其周期公式

一、单摆

1.定义:如图所示,在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的伸长和质量都不计,球的直径比摆线短得多,这样的装置叫做单摆。

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2.视为简谐运动的条件:①摆角小于5°;②摆线质量远小于小球质量,而可以忽略;③小球半径远小于摆长,摆球可以看成质点。

 

3.回复力:小球所受重力沿圆弧切线方向的分力,即:F=G2=Gsinθ

在摆角θ很小时,sinθ 近似等于OP弧长比上摆长l ,OP弧长近似等于x ,得到 F=G2=Gsinθ=xmg/l,x为摆开的位移,l为摆线长,的方向与位移x的方向相反。

4.周期公式:

5.单摆的等时性:单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g,与振幅和振子(小球)质量都没有关系。

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6对摆长的理解:是指悬点到小球重心的长度,也就是摆线长l’,加上小球的半径r,即l=l’+r。