關(guān)于單擺能量和周期的再探討

惠永 段佳良

【摘要】本文從定量角度推導(dǎo)單擺的周期公式和能量公式，并實(shí)現(xiàn)單擺與彈簧振子知識(shí)的和諧統(tǒng)一.

【關(guān)鍵詞】高中物理；簡諧振動(dòng)；單擺

3 結(jié)語

由此可見，簡諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，是機(jī)械振動(dòng)中最簡單、最基本的振動(dòng).它具有如下特點(diǎn)：（1）簡諧運(yùn)動(dòng)的物體受到回復(fù)力的作用，回復(fù)力F回的大小與物體偏離平衡位置的位移x成正比，回復(fù)力的方向與物體偏離平衡位置的位移方向相反，即：F回=－kx，其中k為振動(dòng)系數(shù)，其值由振動(dòng)系統(tǒng)決定；（2）簡諧運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)，其周期與振動(dòng)物體的質(zhì)量的平方根成正比，與振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)系數(shù)的平方根成反比，而與振幅無關(guān)，即：T=2πmk.求單擺振動(dòng)周期的關(guān)鍵是找到回復(fù)力，從而找出等效重力，再找出等效重力加速度；（3）簡諧運(yùn)動(dòng)總能量是個(gè)定值，E總=12kA2，對(duì)于單擺，其k為回復(fù)力系數(shù)k=mgL.

參考文獻(xiàn)：

［1］張祖志，張春雨.從能量角度推導(dǎo)彈簧振子和單擺的周期公式［G］.高中生數(shù)理化，2019（20）：34-35.

［2］肖東，賈文靜.彈簧和單擺的周期與能量關(guān)系探討［G］.物理之友，2019（08）：26-27+29.

［3］李力.用能量法簡捷推導(dǎo)可動(dòng)懸點(diǎn)單擺的諧運(yùn)動(dòng)周期［G］.物理通報(bào)，2012（09）：129.