單擺
- “單擺”教學的實驗設計
7年版)》關于“單擺”的內容要求是：“通過實驗，探究單擺的周期與擺長的定量關系?！痹诮虒W實踐中，通過實驗展開“單擺”教學，由多種“繩+球”的組合建構單擺模型，用水擺演示單擺圖像，激發學生對單擺振動性質的探究興趣，通過學生分組實驗來探究單擺的周期與擺長的關系，利用智能手機中磁傳感器觀察擺角較大時的擺動圖像及單擺周期與重力加速度的半定量關系。1 構建單擺模型物體的擺動是生產生活中常見的一種運動，如蕩秋千、擺鐘、在單杠上擺動的運動員、擺動的吊燈等，這些都可以簡化
物理之友 2022年4期2022-06-09
- 基于Tracker分析磁阻尼下的單擺運動
應用[1-4]。單擺是一種簡單方便的物理實驗裝置，在物理教學中充當著重要的物理模型[5,6]。阻尼現象在生活中隨處可見，但在傳統的教學中，單擺的阻尼現象演示大都使用在細線上粘貼紙片的方法[7,8]。實際上，磁阻尼系統能夠有效地抑制單擺的運動，使單擺產生明顯的欠阻尼振蕩[9]。如果在教學實驗中設計探究單擺磁阻尼現象的實驗，演示單擺的磁阻尼現象[10]，將更好地調動學生對電磁學的興趣，為學生后面進一步學習電磁知識做鋪墊[12，13]。1 理論模型在不考慮空氣阻
大學物理實驗 2022年1期2022-06-02
- 芻議新人教版教科書的優化使用
高中物理教科書“單擺”相關知識為研究對象，繪制了該部分知識內容的流程圖，從核心素養的視角詳細分析了教科書的內容呈現方式，并從結合演示實驗與理論推導、強調對簡諧運動的活學活用、注重解決實際問題、豐富物理學史相關知識四個方面探討了教科書的優化使用。關鍵詞：單擺;核心素養;教材優化;課程標準中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2022）4-0030-4根據時代的要求和新課改的理念，2018年教育部印發《普通高中物理課程標
物理教學探討 2022年4期2022-05-10
- 單擺球在橫向有心力作用下的穩定條件分析
——兼談2021年上海市高考選擇性考試物理卷第17題成立的條件
、萬有引力定律、單擺振動規律、數學近似運算和物理學史均為高中物理教學的重要內容，亦是高考命題的熱點.2021年上海市高考選擇性考試物理卷第17題就是一道將上述知識點相互滲透、有機融合的創新型試題.例題.（2021年上海市高考選擇性考試物理卷第17題）測量引力常量G的實驗裝置如圖1所示，小球（可視為質點）處于靜止狀態，擺線偏離豎直方向一個小角度θ0，兩球心之間的距離為r.當質量為M的均勻圓球突然快速移開后，小球的運動________（填寫“可以”或“不可以”
物理教師 2022年1期2022-02-24
- 驅動力作用下的單擺運動研究 ①
39)0 引 言單擺是日常生活中以及工程中的常見模型，具有較為廣泛的應用，因而一直以來都是學者們關注的對象[1-5]。在本科生大學物理教學中，為了計算的方便，一般將其簡化成簡諧振動[6]，以便學生對其運動有簡單的認知。但實際上，單擺的運動是復雜而多變的，可能是規律運動也可能是隨機行為。只有在不考慮阻力及驅動力，且初始擺角非常小的情況下，單擺的運動才能近似歸結為簡諧振動。在更為普遍的情況下，單擺將做周期與初始擺角相關聯的周期振動甚至轉動以及出現混沌現象[7-
佳木斯大學學報（自然科學版） 2022年1期2022-01-14
- 單擺周期的系統誤差分析
1)一般來說，對單擺的周期產生影響的系統誤差因素，包括擺角、擺球繞質心軸轉動、擺線質量、空氣浮力、空氣阻力這5種．對于這個古老的問題，目前國內已有的研究文獻眾多．縱觀這些研究文獻，可以發現如下問題：1) 考慮得不夠周全，漏掉了其中某些因素，尤其是空氣阻力；2) 內容缺失，缺少必要的推理和計算過程，缺少必要的背景知識介紹(如大擺角橢圓積分)和圖、表等；3) 缺乏必要的近似處理，使結論不夠直觀；4) 忽視了各種因素誤差的符號及彼此間的相互抵消作用；5) 將空氣
大學物理 2022年1期2022-01-13
- 基于核心素養的物理概念建構教學
理想的問題，以“單擺”教學為例，通過創設情境、提出概念模型、滲透科學方法、得出模型特征、著力科學探究、總結物理規律、應用生活實際、深化概念認識，提出物理概念建構教學策略，以期達到概念教學的完整性和有效性，進而提高物理概念教學的效果。關鍵詞：中學物理;物理概念;核心素養;教學策略;單擺中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2021）29-0034-04一、物理概念教學的現狀概念是反映事物本質屬性的思維產物，也是人
教育實踐與研究·中學課程版 2021年10期2021-11-21
- 基于核心素養的物理概念建構教學
理想的問題，以“單擺”教學為例，通過創設情境、提出概念模型、滲透科學方法、得出模型特征、著力科學探究、總結物理規律、應用生活實際、深化概念認識，提出物理概念建構教學策略，以期達到概念教學的完整性和有效性，進而提高物理概念教學的效果。關鍵詞：中學物理;物理概念;核心素養;教學策略;單擺中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2021）29-0034-04一、物理概念教學的現狀概念是反映事物本質屬性的思維產物，也是人
教育實踐與研究·中學課程版 2021年10期2021-11-21
- 《探究單擺振動的周期》教學設計
屈建妮摘要：單擺作為簡諧運動的具體實例，教學過程設計得當，有利于學生鞏固所學知識，培養科學態度、科學價值觀和科學探究能力。關鍵詞：單擺;簡諧運動;單擺周期一、教學目標1.知識目標：（1）知道什么是單擺，理解單擺振動的回復力來源及做簡諧運動的條件。（2知道單擺周期的決定因素，掌握單擺振動周期公式并能應用。2.能力目標：（1）通過實驗概括出周期的影響因素，培養探究及由實驗現象得出結論的能力。（2）通過對單擺周期公式的應用，提高學生解決實際問題的能力。3.情感目
科教創新與實踐 2021年36期2021-11-18
- 誤將單擺做成了圓錐擺，周期會變小嗎？
中物理實驗中利用單擺測量當地重力加速度的實驗中誤把單擺做成圓錐擺會造成誤差，周期會發生變化，本文從單擺公式的得出過程出發，從根本上解決周期的近似問題，從而解答了單擺周期的疑惑。關鍵詞：單擺;單擺周期;圓錐擺高中物理課本中有一個實驗，是利用單擺測當地的重力加速度，在實驗中如果沒讓小球在一個豎直平面內擺動，就會變成一個圓錐擺，那么周期會變短嗎？參考文獻：[1]單擺簡諧振動周期公式的兩種推導方法[J]. 陳洪武. 中學物理. 2011（10）
學習與科普 2021年28期2021-11-14
- 不確定整數階分數階單擺混沌系統的自適應滑模同步
同步.另一方面，單擺混沌系統引起了眾多學者的高度關注.文獻[14]研究了整數階分數階單擺混沌系統的混沌同步；文獻[15]研究了分數階單擺混沌系統的終端滑模同步.系統的不確定性是影響系統不穩定的根源，另外利用自適應方法研究不確定分數階單擺混沌系統方面的結果還是比較少的.本文研究不確定整數階和不確定分數階單擺系統的自適應滑?；煦缤?，給出了不確定整數階及不確定分數階單擺混沌系統的自適應滑模同步，通過設計適應律和控制器得到單擺系統獲得滑模同步的2個相關結論.定義
東北師大學報（自然科學版） 2021年3期2021-10-18
- 基于歷史主線的高中物理實驗教學設計探究
鍵詞：歷史主線;單擺;DIS實驗中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）13-0032-04作者簡介：許?。?980-），男，上海人，本科，中學高級教師，研究方向：物理教學設計的實踐與研究.1 問題的提出《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中闡述：物理學是一門基于觀察與實驗的自然領域的基礎學科，引導學生經歷科學探究過程，體會科學研究方法[1].然而高中物理的實驗教學越來越弱化，程序
中學物理·高中 2021年7期2021-08-19
- 新工科背景下“自動控制原理”實例教學方法探索
度較大。介紹了以單擺模型為例講解多個核心知識的實例教學過程，旨在闡述如何在教學設計過程中挑選優秀實例，將理論與實際應用緊密結合講授。實例教學不僅能夠讓學生更好地掌握課程知識，還能提高學生利用理論知識解決實際問題的能力，激發學生對課程的興趣，提高人才培養質量。[關鍵詞] 新工科;自動控制原理;實例教學;自動化;單擺[基金項目] 2019年度廣西高等教育本科教學改革工程項目“新工科視域下地方院校自動化類專業工程創新人才培養模式研究與實踐”（2019JGA337
教育教學論壇 2021年25期2021-08-06
- 情景驅動效果下高中物理“單擺”問題教學案例研究
動下的高中物理“單擺”教學進行研究，結合實際案例闡釋情景教學的應用。面對素質教育的本質要求，高中物理教學必須走出傳統教育困局，將物理概念、物理原理、物理公式以直觀形象的方式表達出來，達到回歸學生本位、發散思維、拓寬視野的目的。關鍵詞：情景教學;高中物理;“單擺”;教學案例一、高中物理情景教學的典型教學模式高中物理情景教學模式可分為拋錨式教學、認知學徒制、學習共同體。拋錨式教學可稱為“基于問題的教學”，教師通過創建實際的環境讓學生感受與發現物理問題?！盎趩?/div>
新課程·上旬 2021年41期2021-07-28
- STEAM教育理念下高中物理實驗設計
cker軟件探究單擺運動規律，跨學科綜合運用物理、技術、工程和數學知識，對數據進行擬合處理，并對結果作簡要分析，在STEAM教育理念的指導下，通過多學科的整合，以學生為主體，充分發揮學生的主動性培養學生的創新思維和實踐能力，對基礎教育物理實驗的改革起到拋磚引玉的作用.關鍵詞：STEAM教育;Tracker;單擺中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）05-0045-03作者簡介：許文龍（1977-），男，浙江瑞安人中學物理·高中 2021年3期2021-06-06
- 通過尋找對應量來求振動周期
浙江 單擺、彈簧振子是簡諧運動的兩個基本模型，它們的周期公式我們也都很熟悉。但實際上我們遇到的大多數振動，看上去并非是標準的單擺或彈簧振子，但卻又感覺十分相似。在這種情況下，我們要想求出它們的振動周期，不妨將之與兩種基本模型相對照，分析出與哪一種模型相似，想辦法求出與模型相對應的、等效的一些物理量，再借助于基本模型的周期公式來求得周期。一、尋找與單擺模型對應的等效擺長1.1 凹槽內的滾球圖11.2 雙線擺圖2如圖2所示，在一水平天花板上用兩根等長細線懸掛一教學考試(高考物理) 2021年2期2021-05-29
- 新冠疫情下“停課不停學”的大學物理GeoGebra仿真單擺實驗
都可以實現小球做單擺實驗的過程。GeoGebra是為小學到大學的教學而設計的開源動態數學軟件，GeoGebra針對不同的數學物件，提供不同的視區。不同的視區提供各自適用的工具列，包含了特定的工具、指令以及內建函數與運算子，使用者可以運用不同表征的數學物件，來創造動態結構。根據GeoGebra軟件的特點，用來做物理仿真實驗，可以作為物理教學的一個工具，下面以單擺為例，利用GeoGebra軟件實現單擺實驗的演示與仿真。如果把懸掛的小球(擺球)自平衡位置拉至一邊大學物理實驗 2021年1期2021-05-07
- 基于虛擬儀器的雙單擺振動圖像的實驗設計
測量效率.以兩個單擺為實驗對象,實現了兩個單擺的實際振動情況和振動圖像的同時展示,直觀地體現簡諧運動中的振幅、周期和頻率、相位等概念,使學生從公式和圖像的角度認識和描述簡諧運動,提高教學效率.同時,結合得到的振動圖像,對簡諧運動的疊加規律進行了圖像上的簡單展示.1 實驗原理和裝置設計1.1 簡諧運動圖像的繪制實驗以單擺為對象,對其振動進行分析.當單擺的擺角θ≤5°時,其振動可視為簡諧運動.此時單擺的振動圖像為正弦曲線,具有周期性.[3]實驗裝置原理圖如圖1物理教師 2021年1期2021-03-29
- 高中物理“單擺”教學中的三個問題
?要：文章通過單擺在無阻力作用下的運動滿足機械能守恒以及圓周運動的知識，推導得出在擺角不超過5°的情況下，單擺在水平方向上的運動近似是簡諧運動;通過證明一個做勻速圓周運動的物體在直徑上的投影運動是一個簡諧運動，該簡諧運動的周期等于勻速圓周運動的周期，得到計算簡諧運動周期的通式和可操作的方法;最后將這一方法用于圓錐擺周期公式的推導，并且討論了圓錐擺與單擺等效的條件。關鍵詞：單擺的運動;單擺的周期;簡諧運動;圓錐擺中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ?物理教學探討 2021年2期2021-03-15
- 驗證向心力表達式實驗成功的奧秘
圓錐擺;向心力;單擺;素質教育中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）10-0053-31 ? ?問題的由來“用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式”實驗，是人教版高中《物理》必修2第五章《曲線運動》中《向心力》一節里的內容，教材編寫者設計了一個非常精彩的演示實驗（如圖1所示）。許多老師在講這一節內容時，誤以為實驗不易成功，錯失了一個優秀的實驗素材。在教學實踐過程中，往往存在下列問題：（1）實驗時小球的軌跡大多數情況物理教學探討 2020年10期2020-11-11
- 以“單擺”為例探討高中物理信息化教學整合
黨叔年摘 要：“單擺”是高中物理的重點內容，也是學生學習的難點。通過運用信息技術，教師可以創設相應的教學情境，從而降低學生的學習難度。要做好物理課程與信息化技術的整合教學，可以從激發興趣、突破難點、還原真實、直觀數據處理等方面提高高中物理的教學水平和教學質量。關鍵詞：“單擺”;高中物理;信息化教學;整合中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）25-0094-02高中物理知識內容較多，而且還較為復雜，倘若教師采用傳統灌成才之路 2020年25期2020-10-09
- 基于冪級數解的單擺周期近似公式
宏基于冪級數解的單擺周期近似公式楊天虎1，2，岳志明1，李玉宏1，2（1. 酒泉職業技術學院 新能源工程系，甘肅 酒泉 735000；2. 甘肅省太陽能發電系統工程重點實驗室 酒泉新能源研究院，甘肅 酒泉 735000）通過對單擺周期準確解的冪級數分析推導，給出了新的單擺周期近似公式，經MATLAB計算驗證，其結果在振幅179°的范圍內誤差小，精度高.單擺；橢圓積分；冪級數單擺是物理學中研究的一個重要問題，在理論及實驗教學中具有重要作用．在擺角小于5 °的高師理科學刊 2020年6期2020-08-16
- 基于LabVIEW的單擺振動圖像的探究實驗
510006)單擺振動圖像的繪制是高中教學中重要的演示實驗[1]. 通過實驗，可體現物體隨著時間位移的規律，使學生直觀地感受物體振動的情況，認識單擺運動的特征. 教材中的實驗方案“注射器噴墨法”[1]存在以下問題：注射器中的墨水噴出時間短，不易控制；難以保證木板勻速拉動，圖像準確度欠佳；畫出的圖像不規則，完整圖像個數少，呈現效果差；實驗操作難度大，成功率低[2-4].本文將數據采集技術和虛擬儀器測量技術應用于單擺振動圖像實驗，對振動圖像的測量和展示方案進物理實驗 2020年6期2020-07-03
- 單擺周期問題的歸納與深化
單擺在擺角很小時的振動是簡諧振動的典型實例,其周期公式為根據這一公式可知,決定單擺周期的因素有兩個,即擺長L和單擺所處情況下的加速度g。在中學課本中,關于g的概念并未給出一般性的定義,這就給同學們求解復雜情況(如在超重、失重、系統加速、復合場中等)下單擺的周期問題帶來一定困難。下面結合單擺振動的具體實例分析單擺周期的求法。一、確定單擺的平衡位置求單擺的周期,確定其平衡位置是關鍵的一步。單擺振動時,所在系統(單擺本身)運動情況的復雜性決定了單擺平衡位置的復雜中學生數理化(高中版.高考理化) 2020年5期2020-05-22
- 利用手機傳感器研究變化磁場中的單擺運動
510006)測單擺周期并計算重力加速度是大學普通物理實驗的重要內容,由于傳統實驗中利用秒表測單擺周期的方式存在較大的不穩定性，有研究者嘗試借助DIS傳感器測單擺周期[1,2]，但該類儀器成本較高.在測周期實驗中，更創新的方法是通過手機傳感器記錄運動中物理量隨時間變化的情況，通過分析峰值間的時間間隔獲得運動周期.如利用加速度傳感器記錄彈簧諧振時加速度峰值的時間間隔[3]，用磁強計記錄勻變速直線運動中磁感應強度峰值的時間間隔等[4].智能手機中的傳感器功能豐物理通報 2020年4期2020-04-23
- 彈簧和單擺的周期與能量關系探討①
彈簧振子的延伸，單擺則是另一類典型的周期性運動。由于單擺運動涉及機械能守恒和角動量定理，學生往往難以掌握，值得物理教師對該類問題作深入的研究。當物體的擺幅很小時，可以將單擺運動與彈簧振子的簡諧振動作類比，得到其周期公式，從量綱分析的角度也可以得到相關公式。[1]但是當物體的擺幅較大時，周期也將隨之改變，單擺的周期與最大擺角有關。[2-4]因此如何站在更高的高度深刻理解單擺周期，定量給出單擺周期的一般公式，應為物理教師所了解。本文將從簡諧運動出發，從線性回復物理之友 2019年8期2019-09-06
- 基于MATLAB單擺運動的數值分析
山245041)單擺作為簡諧振動的一種物理模型，幾乎在每一本大學物理教材中都會介紹[1-2]。但由于其動力學方程的非線性特點，在教學過程中往往只研究其小擺角的情況，此時動力學方程簡化為線性方程，其解為一余弦函數。而對于大擺角單擺的運動狀態隨時間的演化規律，如何在大學本科階段討論單擺振動時的物理規律是大學物理力學部分一個教學難點。早在1984年，趙炳林先生就對單擺振動的嚴格周期進行了分析，將積分方程中的被積函數進行級數展開，從而得到精確的級數解[3]；隨后，池州學院學報 2019年3期2019-07-06
- 關注知識邏輯 深度備課“單擺”
241002)“單擺”是高中物理機械振動與機械波主題的重要內容，其教學研究長期以來得到了廣大研究者的關注，然而多數都被教科書中“單擺”一節的內容編排邏輯所束縛，忽略了將“單擺”納入簡諧運動學習的前提.文章擬在培養學生核心素養的基礎上，打破教科書的編排順序，關注“單擺”振動與簡諧運動的緊密聯系，設計本節課的教學.1 高中物理“單擺”一節內容分析及教學目標21世紀之初我國高中物理課程標準(以下簡稱“課程標準”)中“單擺”的內容要求為“通過實驗，探究單擺的周期與物理通報 2019年6期2019-06-21
- 單擺在靜電場中的運動
漢市第六中學引言單擺是物理學中的理想模型之一，其場景設定在重力場中，擺球設定為等效質點，白線長度不變。它在科學發展與教育教學中體現了多維度的價值，典型的可以用來測定重力加速度，研究固定點地磁變化，在氣象、導航、測量、地理、遙感、測繪等學科有著廣泛的應用。從單擺的定義來看，滿足其場景的物理條件非?？量?，實際的輕繩會由于受力而形變，擺球的大小不能忽略，以至無法完全等效為質點，更復雜的情況是，擺球可能在周期運動中海包含震動和顫動等運動，因此實際的模型和單擺有許多數碼世界 2019年3期2019-04-25
- 大角度單擺微擾解的分析
365004)單擺是一種重要的物理模型，但是在大學物理教學中，只考慮理想的單擺模型，即擺動角，這是因為當單擺做小角度擺動時，存在的近似，此時單擺運動的微分方程可以認為是線性方程，單擺做簡諧振動，可求得單擺的精確解。在實際應用中，擺動角在很多情況下，如果仍然套用線性方程的公式進行計算，誤差很大，同時也不利于學生對大角度擺角問題的理解。目前，研究大角度擺角問題的方法主要有相平面法、線性內插法、疊代法等，上述方法基本都是將大角度時的非線性方程轉化為易于處理的新榆林學院學報 2019年2期2019-03-22
- 大型單擺式游樂機械設備動力學建模研究
0)0 引言大型單擺式游樂機械設備廣泛應用在大型游樂場中，單擺式游樂機械設備的轉動力學控制是保障設備安全穩定運行的關鍵。對單擺式游樂機械設備的優化力學控制模型進行研究，采用自適應力學建模方法進行單擺式游樂機械設備的優化參數調節，建立單擺式游樂機械設備的動力學模型，可以提高單擺式游樂機械設備的穩定性控制能力。[1]對單擺式游樂機械設備的建模是建立在力學參數采樣基礎上的，結合機械部件的耦合控制，進行單擺式游樂機械設備的力學參數分析，提高單擺式游樂機械設備的力學長春工程學院學報（自然科學版） 2019年4期2019-03-16
- 單擺非線性特征的研究
130024)單擺是理想的物理模型[1]，其做簡諧振動(擺角< 5°)時的運動微分方程為線性方程，具有確定的解析解，其振動周期與擺角無關，是常量；而當單擺做大擺角運動時，運動微分方程為非線性方程，很難用通常的解析方法討論其運動，不能獲得解析解. 對此，文獻[2]利用譜分析的方法分析大位移單擺的運動，從理論上獲得了大擺角單擺頻譜響應的相關參量，結果顯示了其運動具有非線性特性[2]. 已有的對單擺非線性運動的討論多限于理論層面[3-5]，且多采用多項式展開后物理實驗 2018年1期2018-01-26
- 從單擺到微分方程近似解的新解法
從高中物理教材對單擺簡諧性質的介紹出發，更深一步認識簡單的擺的運動性質和視為簡諧運動的條件，聯系單擺作為計時器件的不足。通過用不同方式化簡微分方程和使用計算機計算數值解并繪圖，針對單擺模型的理論計算和現實中的摩擦阻尼試進行進一步討論。在高中物理選修課上我們已學習過單擺系統在小角度擺動的條件下可以近似為簡諧運動，并了解了通過單擺測量當地重力加速度的值；在實驗中，我們得到了與實際值較為符合的實驗結果，可見這樣的近似是合理的。然而，在實際生活中擺角并不能做到很小科學家 2017年22期2018-01-11
- 用簡諧運動的周期公式求單擺小角度擺動的周期
運動的周期公式求單擺小角度擺動的周期張曉麗(邢臺市第二中學,河北 邢臺 054001)本文首先推導質點做簡諧運動的周期的一般公式,對偏角很小時單擺的振動進一步理想化,假設擺球在通過平衡位置的水平直線上往復運動．根據簡化的單擺模型求出: (1) 做固有振動的單擺； (2) 勻加速上升(或下降)的電梯中的單擺； (3) 在勻強電場或勻強磁場中的單擺的回復力比例系數,再由簡諧運動的周期公式求出這幾種單擺的周期,不需要引入等效重力加速度和等效擺長的概念．簡諧運動的物理教師 2017年9期2017-10-24
- 淺談單擺中等效問題的求解
42300)淺談單擺中等效問題的求解劉耀華(江西省贛州市于都中學，江西 贛州 342300)單擺；等效擺長；周期；等效重力加速度一、單擺中等效擺長問題的求解擺長嚴格意義上是懸點到球心間的距離，以下圖1圖2圖3中各擺等效擺長一定要轉化為懸點到球心間的距離，可以推到單擺周期最基本的形式，分別是：根據具體的題型變化，等效擺長應該具體分析，此時務必轉化為分析物體的垂直距離，一般情況是依據數學三角函數邊與角之間的關系進行換算中得到.二、單擺中等效重力加速度g*問題的數理化解題研究 2017年19期2017-09-03
- 數碼探在高中物理教學中的應用
數碼探。下面我以單擺的課堂教學為例，談談數碼探在高中物理教學中的應用。一、教材及教學分析學習單擺之前，學生已經學習了簡諧運動及其圖像，了解到簡諧運動的圖像是一條正（余）弦曲線。單擺是作為簡諧運動的實例呈現的，知識點包括單擺的運動規律、受力情況和圖像特點，教學重點是單擺振動的特點和單擺周期公式的探究。（一）關于單擺振動的特點——簡諧運動教材呈現：在單擺的振動特點的學習中，教材先利用墨水擺的實驗讓學生定性認識單擺的振動圖像，初步認識單擺的運動是一種簡諧運動；然廣西教育·D版 2017年1期2017-03-09
- 單擺周期公式的應用及解題探討
5°)的情況下，單擺所受的回復力與偏離平衡位置的位移成正比而方向相反，單擺做簡諧運動.二、緊扣單擺周期公式，應用其便捷解題單擺在實際中有很多應用，惠更斯利用單擺的等時性發明了帶擺的計時器，單擺的周期可以通過改變擺長來調節，計時很方便.單擺的周期和擺長容易用實驗準確的測定出來，所以可利用單擺準確的測定出各地的重力加速度.1．單擺周期公式的一般應用(1)直接應用單擺周期公式解題例1 已知單擺a完成10次全振動的時間內，單擺b完成6次全振動，兩擺長之差為1.6米數理化解題研究 2017年34期2017-02-06
- 大學物理教學中對大角度單擺的介紹
理教學中對大角度單擺的介紹李 蕊 劉改琴(重慶理工大學光電信息學院，重慶 400054)大學物理的教學在簡諧振動部分介紹了小角度單擺，但沒有介紹擺角較大時單擺的運動.利用Matlab研究了大角度的單擺運動，得到了大角度單擺的運動曲線，曲線表明，盡管擺角較大時單擺不再做簡諧振動，但其運動曲線看似余弦曲線，且具有一定的周期性；文章給出了小角度單擺的相圖及其與實際擺動的對比動畫；對大角度單擺運動的相圖進行了分析，說明在擺角較大時單擺的運動將不同于簡諧振動而更加復物理與工程 2016年6期2017-01-06
- 脈沖激勵下單擺運動軌跡解耦方法試驗
1)?脈沖激勵下單擺運動軌跡解耦方法試驗宋世軍1,張會敏2,宋連玉3,董明曉4(1.山東建筑大學機電工程學院,山東 濟南 250101;2.山東富友慧明監控設備有限公司,山東 濟南 250101)對脈沖激勵下單擺運動軌跡的解耦方法進行了初步探討.該方法通過攝像頭獲取單擺在脈沖力作用后的運動軌跡,通過擬合分析,從復雜運動中解耦出反應脈沖影響的強迫擺動軌跡,以及不受脈沖影響的弱阻尼自由擺動軌跡,并找到了表征脈沖大小的特征向量,從而實現了脈沖激勵下單擺運動軌跡的中國工程機械學報 2016年2期2016-12-12
- 單擺的超大振幅振動
710062)?單擺的超大振幅振動王成會，莫潤陽，邊小兵(陜西師范大學 物理學與信息技術學院，陜西 西安710062)基于單擺的動力學方程和運動初始條件對單擺的大振幅振動進行了近似分析，介紹了一種估計擺振幅接近π的振動周期的解析方法. 結果表明，當擺振幅小于2.8rad時估計值偏離精確值較多，產生誤差的原因在于采用了線性近似.單擺；大振幅振動；周期在給定豎直面內運動的單擺作為一種簡單的物理模型[1]，對學生認識振動現象具有重要的意義. 首先，擺的運動現象在大學物理 2016年1期2016-10-15
- “單擺”內容編排存在的問題及教學建議
241000）“單擺”及相關內容一直是中學物理教學的重點和難點.它涉及模型的建構、力學分析、實驗應用等內容，不但是力學教學的核心知識之一，在學生科學過程與方法能力上的培養也有著重要的作用，同時，“單擺”的科學史本身蘊含著豐富的人文精神，對學生情感態度、價值觀的影響亦不容忽視.然而，我們發現《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱“課程標準”）中對“單擺”的要求以及現行人教版高中物理教科書對“單擺”的內容安排存在著諸多有待商榷的地方.［1，2］通過對這些問物理教師 2015年7期2015-07-25
- 單擺
華慶富單擺是一種理想的物理模型，它由理想化的擺球和擺線組成.擺線由質量不計、不可伸縮的細線提供；擺球密度較大，而且球的半徑比擺線的長度小得多可忽略不計，這樣才可以將擺球看做質點，由擺線和擺球構成單擺.在滿足偏角小于5°（現在一般認為是小于10°）的條件下，單擺的周期t=2πlg.從公式中可看出，單擺周期與振幅和擺球質量無關.從受力角度分析，單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力，偏角θ越大，回復力越大，加速度（gsinθ ）越大，在相等時間中學生理科應試 2014年12期2015-01-15
- 單擺周期公式的綜合修正
州213002)單擺周期公式的綜合修正黃兆梁(常州工學院光電工程學院，江蘇常州213002)從Lagrange函數出發導出單擺振動的運動方程，得到單擺周期的各主要修正項，包括復擺修正、空氣浮力修正、阻尼力修正和大擺幅修正等，修正項均保留到二級或以上小量，更正了以往單擺修正公式中的一些失誤，給出了在大擺幅情況下的單擺周期的高精度近似公式，從而使單擺周期的計算可以更為準確可靠。單擺；周期；非線性；大擺幅；修正O313.1A1 無阻尼小擺幅單擺周期公式推導考慮到常州工學院學報 2014年3期2014-08-16
- 單擺混沌現象的研究
190)0 引言單擺是物理學中一個很常見的模型,吸引了許多學者對其進行研究[1-6].伽利略最早發現了單擺振動的等時性,并用實驗證明單擺的周期隨擺長的二次方根變化.惠更斯第一次用單擺制作了擺鐘,并從擺鐘在南美洲比在巴黎每天慢2.5 min而推斷這是由于地球自轉引起的引力減弱導致的.牛頓用單擺證明了物體的重量總是與質量成正比.現在天文學中也常用單擺測量星體表面的重力加速度[7].由于單擺方程沒有嚴格的解析解,在計算機誕生前,大多數討論只限于小初始擺角的情況,湖北大學學報(自然科學版) 2013年4期2013-11-20
- 單擺周期是否存在“無窮大”——由“太空授課”引發的思考
生熟悉的莫過于“單擺實驗”：T形支架上，細繩拴著一顆小球，這是物理課上常見的實驗裝置——單擺.航天員王亞平將小球拉開離支架一定角度后釋放，小球卻以非常慢的速度移動，并沒有像在地面上那樣來回擺動，隨后她再拿著小球拉直細繩，輕推小球，小球即繞著支架的固定點不停地做圓周運動.1 簡諧運動物體的動力學方程做簡諧運動的物體要受到回復力的作用，其回復力F與物體相對于平衡位置的位移x成正比，方向與位移x的方向相反，即F＝－kx，其中k是比例系數.對于質量為m的小球，設在物理教師 2013年12期2013-02-22
- 應用慣性力求非慣性系中單擺的周期
所示，擺長為l的單擺懸掛在升降機的頂板上，求下列兩種情況下，單擺做簡諧運動的周期．(1)升降機以加速度a勻加速上升；(2)升降機以加速度a勻加速向下運動(a解析：(1)升降機的加速度向上，慣性力的方向向下，等效重力為G′=mg′=mg+ma等效重力加速度為所以單擺的周期為(2)升降機的加速度向下，慣性力的方向向上，等效重力為G′=mg′=mg-ma等效重力加速度為所以單擺的周期為圖2【例2】如圖2所示，水平面上一小車以加速度a做勻加速運動，在其天花板上懸掛物理通報 2013年11期2013-01-12
- 從機械能守恒的角度推導單擺簡諧振動的周期
能守恒的角度推導單擺簡諧振動的周期陳洪武（宜陽縣第一高級中學物理組，河南 宜陽 471600）本文給出了利用基本的物理原理結合高等數學公式的方法推導單擺做簡諧運動的周期公式，可以簡明扼要地理解單擺簡諧運動的過程.單擺；簡諧運動；機械能守恒；微分方程如圖1所示，當θ0＜10°時，單擺做簡諧振動.設其擺動時最大擺角是θ0，擺球的質量是m，擺長為l，取擺球在最低點為重力勢能的零點，忽略空氣阻力等因素的影響，擺球的機械能守恒.設經過時間t，從最低點向上擺過的角度是物理與工程 2012年1期2012-12-21
- 探究單擺加速度與擺角的關系
131)1 建立單擺模型如圖1(a)所示，小球質量為m，繩長為L，單擺的擺角為α，將小球在A位置靜止釋放.圖12 理論推導設某時刻單擺的位置如圖1(b)，此時單擺的偏角為θ，小球的速度為v，小球的加速度為a，則有(1)(2)(3)聯立(1)、(2)、(3)三式，得a2=4g2(cosθ-cosα)2+g2sin2θ將上面表達式做無量綱處理，得(4)3 繪圖結果如圖2所示.圖2結論：從以上三種情況看，單擺加速度大小變化與擺角α有關．選取單擺從最低點θ=0到最物理通報 2012年1期2012-01-23
- 考慮空氣阻力時大角度單擺的周期研究
04)0 引 言單擺的周期是物理學中的一個重要問題.在大學物理的力學教學中都要研究單擺，單擺周期的求解有許多種近似方法[1-9],如余弦函數近似法、拋物線函數近似法、疊代法等[1].建立物理模型是研究和解決物理問題的關鍵，而單擺模型是討論和處理有關單擺運動必不可少的要素，尤其是對于研究單擺的運動周期.由于單擺或者類單擺的運動都是在一定的環境中進行,在運動過程中或多或少會受到阻力的作用,而筆者所看到的很多有阻力的單擺的研究文獻都是基于小角度情況下的,因此具有陜西科技大學學報 2011年4期2011-02-20
- 基于MAT LAB下對單擺實驗中大擺角問題的討論
AT LAB下對單擺實驗中大擺角問題的討論萬明理,何金娜(平頂山學院,河南平頂山 467000)借助MATLAB計算軟件,研究無阻尼狀態下單擺的大擺角運動,給出了任意擺角下單擺運動周期的精確解。同時利用MATLAB函數庫中的ode45函數,求解出大擺角下的單擺的運動方程及其運動規律,為單擺實驗中大擺角問題的講解提供了較好的教學輔助手段。單擺;周期;MATLAB單擺問題是高中物理及大學普通物理實驗教學中的一個基礎問題。單擺在擺角比較小時,其運動規律近似為準簡大學物理實驗 2010年6期2010-12-25
- 對無固定懸掛點單擺周期的探討
鄭修林 李春梅單擺的自由微振動是簡諧振動，簡諧振動在高中物理競賽中既是重點又是難點，求解無固定懸掛點單擺的周期對中學生而言難度很大，本文運用多種方法對其進行探討，對中學物理競賽輔導有一定的啟發，對高考物理復習也有一定的參考價值。1 無固定懸掛點單擺模型如圖1所示，在光滑的水平桿上，有一小圓環O，質量為M,圓環上懸掛一單擺，單擺的擺長為l,小球的質量為m，擺線長遠大于小球及圓環的線度，初始時單擺與豎直方向成θ（θ＜5°）角，求單擺運動的周期。物理教學探討 2009年4期2009-05-25
- 關于單擺周期公式中ｇ值的理解
軍許多學生在學習單擺周期公式T=2π根號(ι／g)時，往往認為g值就是地球重力加速度9．8 m／s2．其實這是不夠全面準確的，g不一定是9．8 m／s2．導致上述原因是：我們教師在講授單擺周期公式時，沒有適當拓展和擴充，把在不同物理環境中(如在電場、磁場中、系統有加速度等)的單擺的g值求法傳授給學生，讓學生真正理解g值的含義。注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。中學理科·綜合版 2008年7期2008-08-12
- STEAM教育理念下高中物理實驗設計