單擺運(yùn)動(dòng)是一個(gè)物理學(xué)中經(jīng)典的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,它是由一個(gè)不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛一個(gè)小球組成,小球在重力作用下在豎直平面內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。單擺的運(yùn)動(dòng)周期只與擺長(zhǎng)和重力加速度有關(guān),單擺可以用于測(cè)量重力加速度、研究振動(dòng)現(xiàn)象等。
單擺運(yùn)動(dòng)是平移還是旋轉(zhuǎn)
蕩秋千屬于單擺運(yùn)動(dòng),是旋轉(zhuǎn),因?yàn)樗鼈兌际菄@著一個(gè)固定的點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)。
原理:如果把人和秋千組成的系統(tǒng)看作一個(gè)擺,擺線在O點(diǎn)處是固定的,擺線自身的伸縮和擺線的質(zhì)量忽略不計(jì)。
設(shè)想人在最大偏轉(zhuǎn)角處迅速下蹲,在最低點(diǎn)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(dǎo)致了系統(tǒng)質(zhì)心的升降,相當(dāng)于有效擺長(zhǎng)改變。
這樣,我們就把人和秋千組成的系統(tǒng)抽象為一個(gè)擺長(zhǎng)可變的原擺,稱之為可變擺長(zhǎng)原擺模型。拓展資料:秋千的起源,可追溯到幾十萬年前的上古時(shí)代。那時(shí),我們的祖先為了謀生,需要上樹采摘野果或獵取野獸。
在攀緣和奔跑中,他們往往抓住粗壯的蔓生植物,依靠藤條的搖蕩擺動(dòng),上樹或跨越溝澗,這是秋千最原始的雛形。
至于后來繩索懸掛于木架、下拴踏板的秋千,春秋時(shí)期在我國(guó)北方就有了?!端囄念惥邸分芯陀小氨狈缴饺?,寒食日用秋千為戲”的記載。
當(dāng)時(shí)拴秋千的繩索為結(jié)實(shí)起見,通常多以獸皮制成,故秋千兩字繁寫均以“革”字為偏旁。
單擺最高點(diǎn)的特點(diǎn)
單擺在豎直平面內(nèi)做小角度的圓弧運(yùn)動(dòng),在擺動(dòng)過程中,擺球的機(jī)械能守恒,在擺動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)的特點(diǎn)有:
1.擺球速度為零,動(dòng)能為零。
2.擺球高度最大,重力勢(shì)能最大。
3.向心加速度為零,拉力最小,其值為重力沿?cái)[線方向的分量。
4.切向加速度最大,其值為懸線與豎直方向間的夾角的正弦值乘以重力加速度。
為什么單擺受到的力是負(fù)的
單擺在振動(dòng)中受的力是負(fù)的,其原因是:?jiǎn)螖[受的合外力提供單擺振動(dòng)過程中所需的回復(fù)力,回復(fù)力的特征是跟振動(dòng)位移的大小成正比跟振動(dòng)位移方向相反。
振動(dòng)位移的初始位置為振動(dòng)平衡位置,振動(dòng)位移為正,回復(fù)力則為負(fù),即單擺受的力為負(fù)。
單擺最低點(diǎn)受力平衡嗎
單擺最低點(diǎn)受力平衡。
1.在單擺運(yùn)動(dòng)時(shí),其最低點(diǎn)可以被視為一個(gè)重要且特殊的位置,因?yàn)榇藭r(shí)擺球靜止,速度為零,這就意味著所有的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能被耗散掉了,所以能量守恒。
在這個(gè)位置上,一定有合力為0的情況,即受力平衡。
2.通過對(duì)單擺最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的研究,人們發(fā)現(xiàn)在重力和張力的共同作用下,擺球受到的合力為0,因此單擺最低點(diǎn)確實(shí)是受力平衡的狀態(tài)。
3.延伸:?jiǎn)螖[是一種重要的物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象,它的原理和運(yùn)動(dòng)過程在物理教育和研究中都有著廣泛的應(yīng)用。
通過對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)的研究,我們可以深入理解物理學(xué)中的重心、動(dòng)能、勢(shì)能等重要概念。