|
例1:a、b两球分别悬在长l的两根细线上。将a球沿竖直方向举到悬挂点,将b球移开平衡位置后轻轻释放,使它作简谐运动,它们到达平衡位置的时间分别设为 、 ,则:
A. >
B. <
C. =
分析:a球作自由落体运动,下落距离l所需时间



答:B
例2:摆钟摆锤的运动可近似看成简谐运动,如果摆长为 的摆钟在一段时间里快了n
min,另一摆长为L2的摆钟在同一段时间里慢了n min,则准确钟的摆长l为多少?
分析:根据摆钟的机械结构,摆锤每摆动l次,指针在钟面上都转过1格,即钟面的指示时间相同,摆钟走快,表示钟面指示时间增加了,即同一时间内摆动次数变多,意味着摆的周期变短;摆钟走慢,表示钟面指示时间减少了,即同一时间内摆动次数变少,意味着摆的周期变长。

在同样时间t内,三个摆钟的摆锤的摆动次数分别为N=t/T, =t/ , =t/
钟面指示时间分别为t,t+n,t-n 由于摆锤摆动一次,钟面指示时间相同,所以钟面批示时间与摆动次数成正比,即

将以上两式相加可得:

两边平方,展开,整理后即得标准钟的摆长

说明:关于摆钟的快慢问题,处理时应抓住三点:
1.摆钟的机械结构:摆锤振动一次,钟面指示时间相同;
(下角"标"、"非"对应着标准钟和非标准钟)
3.在同样时间t内,钟面指示时间之比等于摆动次数比.
例3:用一个质量不均匀的摆球做测定重力加速度的实验。第一次悬线长为
,测得振动周期为
;第二次改变悬线长度为
,并且测得此时单摆的振动周期为
,试计算重力加速度值.

分析:单摆振动中的摆长应是悬点到摆球重心的距离。对不均匀摆球,竖直悬挂时,其重心必在通过悬点的竖直线上.
解答:设摆球重心到球面结点的距离为r,如图所示,则对应的两次摆长分别为 +r、 +r
由单摆振动周期公式得:

把r的值代入 或 的表达式,得:

说明:利用题中的方法,可消除由于摆球不均匀而造成的误差,可在实验中借鉴。
|