關于單擺復習的幾個問題

高中學生對物理中單擺部分基本知識的掌握一般都很熟練，例如周期、運動特點、測重力加速度。但對單擺在電場、磁場、復合場中的周期、運動、單擺測重力加速度的變形實驗等擴展知識，缺乏舉一反三的能力。我在該部分知識的復習教學時，注意總結(jié)了一些較典型的事例，作為這部分知識應用的拓展，在學生復習中取得了較好的效果。現(xiàn)做一小結(jié)，供大家參考。

1 單擺的周期

在地表重力場中，單擺的周期 (l為擺長，g為重力加速度)。當單擺處于電場、

磁場、復合場中時，真正影響其周期的是擺球在各種場中的受力因素。而解決此時周期問題的最好方法是采用“類比法”，即：分析出擺球在上述各場中所受的力，最后將能提供回復力的這些場力的合力(除擺線的拉力)和重力場中的重力類比，把重力場中的單擺周期公式 轉(zhuǎn)換為 (式中a是擺球在電場、磁場等復合場中除懸線拉力外的能提供回復力的場力的合力方向的加速度)即可進行運算和比較。

例 以下(1)－(6)圖中，擺球均為金屬小球，帶電性、所處電場、磁場情況均在圖示中標出，試比較圖(2)－(6)中的單擺周期T2－T6與T1的關系。

解 (1)圖示為僅在地表重力場作用下的單擺，其周期為

(2)圖中為在重力場、豎直向下的勻強電場共同作用下的單擺，重力、電場力共同提供了回復力，此時周期就可采用“類比法”來計算。重力和電場力的合力為mg+Eq，其等效加速度a=g+ Eqm，所以此時單擺的周期為

(3)、(4)兩圖中雖然有磁場力、電場力作用在單擺球上，但這兩個力始終沿擺線的方向，并沒有提供擺球的回復力，對擺球提供回復力的依然是重力，所以類比重力場加速度依然為g?！?br>