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盪鞦韆包含什麼物理知識

發布時間:2022-08-17 22:08:21

⑴ 盪鞦韆的力學原理

當鞦韆從最低點盪到最高點的過程中,重力做負功,系統的動能轉化為系統的勢能,當鞦韆從最高點盪回到最低點時,系統的勢能又轉化為系統的動能,整個過程機械能守恆,鞦韆將做等幅擺動。

如果要讓鞦韆越盪越高,就必須藉助外力,自己盪鞦韆,就沒辦法藉助外力了,系統也就無法從外界獲得能量。只有通過盪鞦韆的人自己與繩子的內力做功將自己的內能轉化為系統的機械能,而人的內力做功又只能靠人在鞦韆上站起或蹲下來實現。

(1)盪鞦韆包含什麼物理知識擴展閱讀

盪鞦韆技巧:盪鞦韆時應在鞦韆運動到最低點時迅速站起,然後慢慢下蹲,當鞦韆盪到最高點時,再猛然站起,過了最高點後再慢慢下蹲,到了最低點時再猛地站起,以後重復上面的動作,即鞦韆越盪越高。

鞦韆起源:幾十萬年前的上古時代。那時,祖先為了謀生,不得不上樹採摘野果或獵取野獸。在攀緣和奔跑中,他們往往抓住粗壯的蔓生植物,依靠藤條的搖盪擺動,上樹或跨越溝澗,這是鞦韆最原始的雛形。



⑵ 鞦韆原理

和單擺差不多,在有一定阻力的現實狀態下,給他一個推力,藉助向心力作周期不斷減小的運動

⑶ 盪鞦韆是什麼運動是平移還是旋轉

旋轉。你可以根據定義來推敲。平移是直線運動,旋轉是以一點為中心,繞這點做圓周內的運動。盪鞦韆是以上面的支架為中心,繩長為半徑旋轉。

1.盪鞦韆屬於單擺運動,是旋轉,因為它們都是圍繞著一個固定的點在轉動。

2.原理:

如果把人和鞦韆組成的系統看作一個擺,擺線在O點處是固定的,擺線自身的伸縮和擺線的質量忽略不計。設想人在最大偏轉角處迅速下蹲,在最低點處迅速站立,下蹲和站立的過程都在瞬間完成。人體的下蹲和站立導致了系統質心的升降,相當於有效擺長改變。這樣,我們就把人和鞦韆組成的系統抽象為一個擺長可變的原擺,稱之為可變擺長原擺模型。

拓展資料:

鞦韆的起源,可追溯到幾十萬年前的上古時代。那時,我們的祖先為了謀生,需要上樹採摘野果或獵取野獸。在攀緣和奔跑中,他們往往抓住粗壯的蔓生植物,依靠 藤條的搖盪擺動,上樹或跨越溝澗,這是鞦韆最原始的雛形。至於後來繩索懸掛於木架、下拴踏板的鞦韆,春秋時期在我國北方就有了。《藝文類聚》中就有「北方山戎, 寒食日用 鞦韆為戲」的記載。當時拴鞦韆的繩索為結實起見,通常多以獸皮製成,故鞦韆兩字繁寫均以「革」字為偏旁。

⑷ 怎樣盪鞦韆越盪越高物理知識解笤

人在盪鞦韆,越盪越高,說明機械能是不守恆的而且是不斷的增加。那麼這個機械能的增量是來自何處的呢?
我們在盪鞦韆時,如果人站在鞦韆上不動,盪鞦韆的運動類似於單擺的運動。當鞦韆從最低點盪到最高點的過程中,重力做負功,系統的動能轉化為系統的勢能,當鞦韆從最高點盪回到最低點時,系統的勢能又轉化為系統的動能,整個過程機械能守恆,鞦韆將做等幅擺動。如果要讓鞦韆越盪越高,就必須藉助外力,自己盪鞦韆,就沒辦法藉助外力了,系統也就無法從外界獲得能量。只有通過盪鞦韆的人自己與繩子的內力做功將自己的內能轉化為系統的機械能,而人的內力做功又只能靠人在鞦韆上站起或蹲下來實現。但當人盪到平衡位置時,雙手用力拉繩,則繩以相同大小的反作用力拉人。此力克服人的重力做功使人突然起立,人在此時重心將上移。系統的重力勢能增加。此時切向速度未變即動能未變,系統的機械能增加。當鞦韆從最低點盪到最高點的過程中慢慢下蹲,則在此過程中,重力不再做負功了,而近乎不做功,甚至還可以做正功。當人升至最高點時在迅速站起。使重力勢能增大。當鞦韆由最高點盪回到最低點時慢慢下蹲,使其重心下降,此時重心的位置下降,此過程重力仍然做正功。則在一個周期中重力始終做正功。這樣,盪鞦韆的人就可以將自身的內能轉化為鞦韆的機械能。
總之,盪鞦韆的人應在鞦韆運動到最低點時迅速站起,然後慢慢下蹲,當鞦韆盪到最高點時,再猛然站起,過了最高點後再慢慢下蹲,到了最低點時再猛地站起,以後重復上面的動作,即鞦韆越盪越高。

⑸ 盪鞦韆是什麼原理

理想情況下鞦韆運動規律分析

理想情況是指:(1)細繩長度l遠長於擺動幅度;(2)相對於小女孩體重,細繩和座板的重量可忽略;(3)擺動過程中未受到任何阻力作用。在這樣的理想情況下,小女孩盪鞦韆可模擬為質量為m的擺球的單擺運動[1],如圖1所示。擺球受到的重力為mg,其中g=9.8m/s2,該重力可以分解為沿細繩方向的平行分量F∥=mgcosθ和垂直於細繩方向的垂直分量F⊥=mgsinθ。只要擺角θ不超過臨界角θc[2],平行於細繩的重力分量F∥和細繩張力Fl大小相等、方向相反,以保證細繩始終處於直的狀態,而垂直於細繩的重力分量mgsinθ驅使擺球來回擺動。運用牛頓第二定律,可以寫出擺球沿擺動弧線切線方向的運動方程,即md2sdt2=-mgsinθ

⑹ 鞦韆運用了什麼原理

盪鞦韆是我國各族人民普遍喜愛的一種民族體育運動。鞦韆和人組成的系統是一個類似原擺的振動系統。然而問題並非如此簡單,對於人和鞦韆所組成的系統來說,並不存在作為策動力的周期性變化的外力。在盪鞦韆的過程中,系統所受外力只有懸點的約束反力,懸點是固定的,此力並不作功。又因在盪鞦韆的過程中,人體是一個變形體,我們也不能簡單地把人和鞦韆組成的系統當作一個單擺或復擺看待。下面我們運用質點系的有關運動定律對盪鞦韆的全過程進行較為詳盡的分析。1 力學模型 如果把人和鞦韆組成的系統看作一個擺,擺線在O點處是固定的,擺線自身的伸縮和擺線的質量忽略不計。設想人在最大偏轉角處迅速下蹲,在最低點處迅速站立,下蹲和站立的過程都在瞬間完成。人體的下蹲和站立導致了系統質心的升降,相當於有效擺長改變。這樣,我們就把人和鞦韆組成的系統抽象為一個擺長可變的原擺,稱之為可變擺長原擺模型。如圖1所示。完成第一次擺動質心所走的路徑為a-d-e-b-c,圖中人站立時的等效擺長oa=ob=oc=l1,人下蹲時的等效擺長od=oe=of=l0,l0>ll。2 運動過程分析 現在我們把人!鞦韆和地球所組成的系統作為研究對象,這樣在盪鞦韆的全過程中,系統所受到的外力只有懸點的約束反力,其值與擺線張力T相同,為一變力。但是,因為懸點固定,此外力並不作功。重力為保守力,使人下蹲和站起的力為非保守內力。根據功能原理:"一切外力與非保守內力所作功之和等於質點系機械能的增量。"因為外力並不作功,所以有Aλ=ΔE。現在我們來研究圖。所示的可變擺長單擺模型的第一次擺動。a-d:人體下蹲:因為va=vd=0,故(1)d-e:自由擺動,人體沒有變形,系統機械能守恆。e-b:人體站立,又因此過程中重力和張力對懸點O的力矩為0,所以動量矩守恆。注意在此過程中人體內力所作的功一部分轉化為系統的重力勢能,而另一部分轉化為能.其動能增量與初始擺角θ0有關,θ0愈大動能增量愈大。b-c:自由擺動,人體無變形,系統機械能守恆,且vc=0。整個a-d-e-b-c過程(即第一次擺動)中人體非保守力所做的功:上式中Δh1為經過第一次擺動質心上升的高度。根據功能原理:顯然,圖2所示的第二次擺動c-f-e-b-a完全與第一次擺動類似。可見,每次擺動所升高的高度與擺線的長度,質心變化的幅度及該次擺動的初始偏角有關.當l0,l1一定時,僅決定於該次擺動的初始偏角。初始偏角愈大,人體在平衡位置站起的過程中所做正功愈多,因而上升高度愈高。當θn-1>π/2時,收縮身體時內力亦做正功,故Δh更大.若將擺線改為剛性輕桿,隨著擺動次數的增加,將使θ≥π,其後系統將作圓周運動而不再來回擺動。當θ0=0時,Δh1=0。也就是說,如果初始位置在鉛直位置,則鞦韆無法盪起。以上討論沒有考慮盪鞦韆過程中空氣阻力等因素的影響,而實際過程中這些因素不可避免。因此,只要每次擺動過程中Aλ>A阻,則鞦韆越盪越高;當Aλ=A阻時,系統作等幅振盪.顯然,盪鞦韆的技術要領應是:在最大偏角處人體迅速下蹲,在最低處人體迅速站立,並且應使第一次擺動的初始角θ0盡可能大。3 正確理解質點系的運動定律 從本文的分析可以看出,用受迫振動時發生共振的條件去解釋盪鞦韆的過程顯然是不合理的。但是還有人會提出下面的問題:/人和鞦韆是一個系統,人盪鞦韆的力應是內力,而系統的內力不能改變質心的運動狀態,人為什麼能把鞦韆盪高?這個問題本身把質心運動定律,質點系的動量定理和質點系的功能原理三方面從不同角度描述質點系運動的力學規律攪在了一起,很容易使人誤入迷津,陷於困境。其實只要搞清楚上述三個規律的區別與聯系,問題就會迎刃而解。功能原理告訴我們:質點系機械能的增量等於外力所做的功與非保守內力的功的代數和。盪鞦韆時外力雖然不做功,但人體變形時非保守內力做功。只要一次擺動中非保守內力做正功,系統的機制能必定增加。而質心運動定律和質點系統動量定理表明,質心加速度的產生以及質點系總動量的變化一定要求系統所受的合外力不為0,內力不能改變系統質心的運動狀態。我們知道,任何一個力學過程,必須經歷一段時間,只要合外力不為0,必定產生外力的沖量。但此過程中外力並不一定做功。盪鞦韆時系統機構能的增加來自人體變形時非保守內力所做的功,而系統質心運動狀態的改變則是由於外力的沖量即懸點處約束反力的沖量所導致的。可見,質點系機械能的改變,並不一定需要外力做功,非保守內力做功也能改變系統的機械能。而質點系質心運動狀態的改變必須藉助外力,但外力不一定要做功,只要有一定的沖量即可。比如,汽車啟動,其動能增加源於發動機中燃油燃燒,氣體膨脹,推動活塞,驅動車輛……總之,要靠燃油燃燒,非保守內力做功,化學能轉化為機構能。而汽車加速度的產生卻有賴於驅動輪與地面之間的靜摩擦力。而靜摩擦力並不作功,這是人所共知的事實。功是描述力對空間累積作用的物理量,沖量是描述力對時間累積作用的物理量。只要深刻理解這兩個物理量及其作用效果的區別與聯系,在分析實際問題時就不會產生一些模糊不清的想法。

⑺ 盪鞦韆的物理原理有沒有從角動量和能量的角度解釋的

鞦韆是將動能裝換為重力勢能,再將重力勢能轉換為動能的過程,由於鞦韆在運動的過程中有摩擦和空氣阻力,所以說機械能不守恆,即終有一刻,鞦韆會停下

⑻ 盪鞦韆是什麼運動是平移還是旋轉拜託了各位 謝謝

盪鞦韆旋轉運動。
可以根據定義來推敲。平移是直線運動,旋轉是以一點為中心,繞這點做圓周內的運動。盪鞦韆是以上面的支架為中心,繩長為半徑旋轉。
鞦韆的起源,可追溯到幾十萬年前的上古時代。那時,的祖先為了謀生,需要上樹採摘野果或獵取野獸。在攀緣和奔跑中,他往往抓住粗壯的蔓生植物,依靠藤條的搖盪擺動,上樹或跨越溝澗,這是鞦韆最原始的雛形。至於後來繩索懸掛於木架、下拴踏板的鞦韆,春秋時期在國北方就有了。《藝文類聚》中就有「北方山戎,寒食日用鞦韆為戲」的記載。當時拴鞦韆的繩索為結實起見,通常多以獸皮製成,故鞦韆兩字繁寫均以「革」字為偏旁。

⑼ 不藉助外力盪鞦韆的物理原理

你在最低點,突然站起來。相當你的「力」做了功,系統增加了機械能。 然後用「角動量守恆」。 你站起來,轉動慣量變小,增加的機械能就以角速度的方式來表現出來。讓你在最低點的速度增加了。 可能你會問,我在最高點時,蹲下來,這不減小了系統的機械能嗎? 是的。但你畫個圖,就明白,你在最高點蹲下來,是「斜」的,重心變化的距離相對較小,即損失的機械能較小。 而在最低點的站立,增加的機械能較多。 所以每盪一次,機械能是增加的。 最終也就越盪越高了。

⑽ 盪鞦韆屬於甚麼物理運動

當鞦韆向下運動時,速度變大,動能變大,高度變小,重力勢能逐漸減小;
當鞦韆運動到最高點時,動能全部轉化為重力勢能,不受任何外力的物體,在剛剛不受力時如果靜止,則表現為靜止狀態,在剛剛不受力時如果運動,不論是怎樣的運動,其結果都是勻速直線運動.鞦韆盪到最高點時刻是靜止的,所以此時不受任何力了,要繼續保持靜止狀態.
故答案為:重力勢;靜止.

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