物理的單擺是什麼意思

⑴ 什麼是單擺什麼是雙擺

單擺：由一根不可伸長、質量不計的繩子，上端固定，下端系一質點，的裝置叫做單擺。單擺在擺角小於10°的條件下振動時，可近似認為是簡諧運動。單擺周期公式：T=2π*sqrt(l/g)

雙擺：軸互相平行，一個擺的支點裝在另一擺的下部所形成的組合物體。雙擺有兩個擺角，所以有兩個自由度。雙擺是多自由度振動系統的最簡單的力學模型之一。

⑵ 單擺~~~~~~~~

單擺的結構：在一條不可___伸長___的，沒有__質量___的線的下端系一個質點所形成的裝置。
單擺是實際擺的理想化的物理模型；
實際擺可視為單擺的條件：擺線的__伸長____和___質量___不計，擺球__直徑____遠大於擺線長度。
單擺振動的回復力：擺球的重力在沿圓弧__切線方向___的分力。

⑶ 什麼是復擺 和單擺有什麼區別

復擺是一剛體繞固定的水平軸在重力的作用下作微小擺動的動力運動體系。復擺和單擺的區別如下：

一、特點不同

1、復擺：擺動過程中，復擺只受重力和轉軸的反作用力，而重力矩起著回復力矩的作用。

2、單擺：在非常小的振幅（角度）下，單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質量無關。

二、組成不同

1、復擺：復擺的轉軸與過剛體質心C並垂直於轉軸的平面的交點O稱為支點或懸掛點。擺動過程中，復擺只受重力和轉軸的反作用力，而重力矩起著回復力矩的作用。

2、單擺：由理想化的擺球和擺線組成．擺線由質量不計、不可伸縮的細線提供；擺球密度較大，而且球的半徑比擺線的長度小得多。

從公式中可看出，單擺周期與振幅和擺球質量無關．從受力角度分析，單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向並且指向平衡位置的分力，偏角越大，回復力越大，加速度（gsinθ ）越大，在相等時間內走過的弧長也越大，所以周期與振幅、質量無關，只與擺長l和重力加速度g有關。

在有些振動系統中l不一定是繩長，g也不一定為9.8m/s^2,因此出現了等效擺長和等效重力加速度的問題。

⑷ 單擺運動知識點

文檔介紹：26 單擺
【考綱要求】
1、了解單擺的結構,知道單擺是一種理想化的物理模型,學會用恰當的方法建立物理模型;
2、知道單擺做簡諧運動的條件,知道單擺的回復力,學會用近似處理方法來解決相關物理問題;
3、理解單擺振動的規律及其周期公式,能利用單擺周期公式對有關物理情景進行分析;
4、知道等時性的概念,能利用單擺規律分析時鍾走時快慢的問題;
5、知道用單擺測重力加速度的實驗原理和實驗步驟。
【考點梳理】
考點一、單擺
定義:在一條不可伸長的輕繩下端栓一個可視為質點的
小球,上端固定,擺球做小角度擺動,這樣的裝置叫單擺。
要點詮釋:(1)單擺是一個理想化的物理模型。
(2)單擺的振動可看作簡諧運動的條件:最大擺角。
(3)回復力來源:重力沿切線方向分力,如圖所示。
在時,,
其中
考點二、單擺的周期
實驗證明單擺的周期與振幅A無關,與質量m無關,隨擺長的增大而增大,隨重力加速度g的增大而減小。荷蘭物理學家惠更斯總結出單擺周期公式:
幾種常見的單擺模型:
在有些振動系統中不一定是繩長,g也不一定為9.8m/s2,因此出現了等效擺長和等效重力加速度的問題。
1、等效擺長
如圖所示,三根等長的繩、、共同系住一密度均勻的小球m,球直徑為d。、與天花板的夾角。
(1)若擺球在紙面內做小角度的左右擺動,則擺動圓弧的圓心在
處,故等效擺長,周期;
(2)若擺球做垂直紙面的小角度擺動,則擺動圓弧的圓心在O處,故等效擺長為
,周期。
2、等效重力加速度
(1)公式中的g由單擺所在的空間位置決定。
由知,g隨地球表面不同位置、不同高度而變化,在不同星球上也不相同,因此應求出單擺所在處的等效值代入公式,即g不一定等於9.8 m/s2。
(2)g還由單擺系統的運動狀態決定。
單擺處在向上加速發射的太空梭內,設加速度為,此時擺球處於超重狀態,沿圓弧切線方向的回復力變大,擺球質量不變,則重力加速度的等效值。若單擺若在軌道上運行的太空梭內,擺球完全失重,回復力為零,則等效值,所以周期為無窮大,即單擺不擺動了。
當單擺有水平加速度時(如加速運動的車廂內),等效重力加速,平衡位置已經改變。
(3)g還由單擺所處的物理環境決定。如帶電小球做成的單擺在豎直方向的勻強電場中,回復力應是重力和電場力的合力在圓弧切線方向的分力,所以也有等效值的問題。
考點三、用單擺測當地的重力加速度
1、實驗目的
利用單擺測定當地的重力加速度
2、實驗器材
鐵架台(帶鐵夾)一個,中心有孔的金屬小球一個,長約1m的細線一條,毫米刻度尺一根,游標卡尺(選用),秒錶一塊
3、實驗原理
單擺在偏角很小時的振動是簡諧運動,振動周期跟偏角的大小和擺球的質量無關,這時單擺的周期公式是,變換這個公式可得。因此只要測出單擺的擺長和振動周期T,即可求出當地的重力加速度g的值。
4、實驗步驟
(1)在細線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結,將細線穿過
球上的小孔,製成一個單擺。
(2)如圖,將鐵夾固定在鐵架台的上端,鐵架台放在實驗桌邊,使
鐵夾伸到桌面以外,把做好的單擺固定在鐵夾上,使擺線自由下垂。

(3)測量單擺的擺長:用游標卡尺測出擺球直徑2r,再用米尺
測出從懸點至小球上端的懸線長,則擺長。
(4)把單擺從平衡位置拉開一個小角度,使單擺在豎直平面內擺動,用秒錶測量單擺完成全振動30至50次所用的時間,求出完成一次全振動所用的平均時間,這就是單擺的周期T。
(5)重復上述步驟,將每次對應的擺長、周期T填於表中,按公式算出每次g值,然後求出結果。

擺長
(m)
振動次數
n(s)
N次歷時
t(s)
周期
T(s)
()
g
()
平均值
()
1

2

3

5、注意事項
(1)選擇材料時擺線應選擇細而不易伸長的線,長度一般不應短於1m;小球應選用密度較大的金屬球,直徑應較小,最好不超過2cm;
(2)單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上,應夾緊在鐵夾中,以免擺動時發生擺線下滑、擺長改變的現象;
(3)擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過;
(4)擺動時,要使之保持在同一個運動平面內,不要形成圓錐擺;
(5)計算單擺的振動次數時,應在擺球通過最低位置時開始計時,以後擺球從同一方向通過最低位置時進行讀數,且在數「零」的同時按下秒錶,
開始計時計數。
(6)由公式可以得出,,因此對數據的處理可採用圖象的方法。如圖所示,作出的圖象,圖象應是一條通過原點的直線,求出圖線的斜率k,即可求得g值。這樣可

⑸ 什麼是單擺原理

單擺運動的近似周期公式為：T=2π√(L/g)。其中，L為擺長，g為當地的重力加速度。

從公式中可看出，單擺周期與振幅和擺球質量無關。從受力角度分析，單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向並且指向平衡位置的分力，偏角越大，回復力越大，加速度（gsinθ ）越大，在相等時間內走過的弧長也越大，所以周期與振幅、質量無關，只與擺長l和重力加速度g有關。

參考資料來源：網路-單擺

⑹ 物理單擺運動的定義

首先由牛頓力學，單擺的運動可作如下描述：
單擺受到的重力矩為：
M = - m * g * l * Sin x.
其中m為質量，g是重力加速度，l是擺長，x是擺角。
我們希望得到擺角x的關於時間的函數，來描述單擺運動。由力矩與角加速度的關系不難得到，
M = J * β.
其中J = m * l^2是單擺的轉動慣量，β = x''（擺角關於時間的2階導數）是角加速度。
於是化簡得到
x'' * l = - g * Sin x.
我們對上式適當地選擇比例系數，就可以把常數l與g約去，再移項就得到化簡了的運動方程
x'' + Sin x = 0.

因為單擺的運動方程（微分方程）是
x'' + Sin x = 0…………（1）
而標準的簡諧振動（如彈簧振子）則是
x'' + x = 0………………（2）
我們知道（1）式是一個非線性微分方程，而（2）式是一個線性微分方程。所以嚴格地說上面的（1）式描述的單擺的運動並不是簡諧運動。
不過，在x比較小時，近似地有Sin x ≈ x。（這里取的是弧度制。即當x -> 0時有Sin x / x = o(1)。）因而此時（1）式就變為（2）式，單擺的非線性的運動被線性地近似為簡諧運動。

然後說一下為什麼是5°。由於Sin x ≈ x這個近似公式只在角度比較小的時候成立（這一個可以從正弦函數的在原點附近的圖象近似看出），所以只有在小角度下（1）式化作（2）式才是合理的。
事實上5°≈0.087266弧度，Sin 5°≈0.087155，二者相差只有千分之一點幾，是十分接近的。在低精度的實驗中，這種系統誤差可以忽略不計（因為實驗操作中的偶然誤差就比它大）。但如果換成25°，誤差高達百分之三，就不宜再看成是簡諧振動了。
由於正弦函數的性質，這個近似是角度越小，越精確，角度越大越不精確。如果角度很大（比如60度處，誤差高達17%），就完全不能說它是簡諧振動了。

⑺ 高一物理 單擺

(1),單擺周期公式：T=2π[l/g].
由公式，單擺應該不受物體的體積及質量影響
考慮到若物體體積過大，會受更大的空氣阻力影響
（2）單擺在擺角小於5°的條件下振動時，可近似認為是簡諧運動。，則振動的周期將隨振幅的增加而變大，就不成為單擺了。如擺球的尺寸相當大，繩的質量不能忽略，就成為復擺（物理擺），周期就和擺球的尺寸有關了
更多資料參考
http://ke.soso.com/v5157999.htm
（但估計以高中知識不易看懂）
總之、如果振動的角度大於
5°，就不能再視為簡諧運動了

⑻ 什麼是復擺 和單擺有什麼區別

復擺是一剛體繞固定的水平軸在重力的作用下作微小擺動的動力運動體系。

區別一、擺動所繞的軸不同

復擺是繞自身某固定水平軸擺動；單擺是繞點擺動。

區別二、物體組成不同

復擺是物體自身；單擺是無重細桿或不可伸長的細柔繩加上小球。

復擺的轉軸與過剛體質心C並垂直於轉軸的平面的交點O稱為支點或懸掛點。擺動過程中，復擺只受重力和轉軸的反作用力，而重力矩起著回復力矩的作用。

(8)物理的單擺是什麼意思擴展閱讀：

研發歷程：

伽利略第一個發現擺的振動的等時性，並用實驗求得單擺的周期隨長度的二次方根而變動。

惠更斯製成了第一個擺鍾。單擺不僅是准確測定時間的儀器，也可用來測量重力加速度的變化。

天文學家J.里希爾曾將擺鍾從巴黎帶到南美洲法屬蓋亞那，發現每天慢2.5min，經過校準，回巴黎時又快2.5min。惠更斯就斷定這是由於地球自轉引起的重力減弱。

牛頓則用單擺證明物體的重量總是和質量成正比的。

直到20世紀中葉，擺依然是重力測量的主要儀器。

⑼ 單擺的原理是什麼

質點振動系統的一種，是最簡單的擺。繞一個懸點來回擺動的物體，都稱為擺，但其周期一般和物體的形狀、大小及密度的分布有關。但若把尺寸很小的質塊懸於一端固定的長度為
l且不能伸長的細繩上，把質塊拉離平衡位置，使細繩和過懸點鉛垂線所
成角度小於5°，放手後質塊往復振動，可視為質點的振動，其周期
t只和l和當地的重力加速度g有關，即
而和質塊的質量
、形狀和振幅的大小都無關系，其運動狀態可用簡諧振動公式表示，稱為單擺或數學擺
。如果振動的角度大於
5°，則振動的周期將隨振幅的增加而變大，就不成為單擺了。如擺球的尺寸相當大，繩的質量不能忽略，就成為復擺（物理擺），周期就和擺球的尺寸有關了。