1、单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,这样才可以将摆球看做质点,由摆线和摆球构成单摆 。
2、单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点,另一端固结一个重小球,就构成单摆 。若小球只限于铅直平面内摆动,则为平面单摆,若小球摆动不限于铅直平面,则为球面单摆 。
单摆是理想化模型吗是的 。
物理模型是物理思想的产物,是科学地进行物理思维并从事物理研究的一种方法,中学物理中常见的物理模型,可以归纳如下:
1、物理对象模型化 。物理中的某些客观实体,如质点,舍去物体的形状、大小、转动等性能,突出它所处的位置和质量的特性,用一有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化 。还如杠杆、点光源、刚体、点电荷、薄透镜、连通器、单摆、理想气体等都是理想模型,这些理想模型都是以客观存在为原型,但在抽象思维的过程中运用了“忽略次要因素,抓住主要因素”这个基本方法,从而使物理问题简化 。再如,为了形象直观描述一个抽象的概念,还运用了一些如电场线、磁感线等理想模型,通过这些模型将电场、磁场的物理性质描述得形象直观,便于人们理解认识 。
2、物体所处的条件模型化 。当研究带电粒子在电场中运动时,因粒子所受的重力远小于电场力,可以舍去重力的作用,使问题得到简化 。力学中的光滑水平面;热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等等,都是把物体所处的条件理想化了 。
3、物理状态和物理过程的模型化 。例如,电学中的稳恒电流、等幅振荡;热学中的等温变化、等容变化、等压变化;力学中的自由落体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞等等都是物理过程和物理状态的模型化 。
4、理想化实验 。在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律 。例如,物理教材中介绍了伽俐略斜面实验,这是一个理想实验,这个理想实验为牛顿第一定律的产生奠定了基础,可见,理想化实验并不是脱离实际的主观臆想,它是以实践为基础,运用逻辑法则进一步揭示出客观现象和过程之间内在逻辑联系,并由此得出结论 。因此,理想化实验是一个思想模型,这个模型隐藏的方法启发人们认识了惯性定律,甚至相对论、量子理论的建立都离不开理想化实验 。
5、物理中的数学模型 。客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式 。在建造物理模型的同时,也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型 。数学是学习物理的基础和工具,物理中有许多问题可以用数学模型去研究处理,这样,可以开阔视野,培养学生思维能力,同时,也可以解决一些单靠常规物理方法难以解决的问题 。例如,构造方程组,解决密度问题;构造一次函数,解决温度计刻度问题;构造比例,解决与电功率有关的问题;构造不等式,解决凸透镜焦距问题 。
单摆的简介 单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,这样才可以将摆球看做质点,由摆线和摆球构成单摆.在满足偏角<10°的条件下,单摆的周期:
T=2π√(L/g)
从公式中可看出,单摆周期与振幅和摆球质量无关.从受力角度分析,单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力,偏角越大,回复力越大,加速度(gsinθ )越大,在相等时间内走过的弧长也越大,所以周期与振幅、质量无关,只与摆长l和重力加速度g有关.在有些振动系统中l不一定是绳长,g也不一定为9.8m/,因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题.
物理上有些问题与单摆类似,经过一些等效可以套用单摆的周期公式,这类问题称为“等效单摆”.等效单摆在生活中比较常见.除等效单摆外,单摆模型在其他问题中也有应用.
【单摆是理想模型吗】 质点振动系统的一种,是最简单的摆 。绕一个悬点来回摆动的物体,都称为摆,但其周期一般和物体的形状、大小及密度的分布有关 。但若把尺寸很小的质块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上,把质块拉离平衡位置,使细绳和过悬点铅垂线所 成角度小于10°,放手后质块往复振动,可视为质点的振动,其周期 T只和l和当地的重力加速度g有关,即 而和质块的质量 、形状和振幅的大小都无关系,其运动状态可用简谐振动公式表示,称为单摆或数学摆 。如果振动的角度大于 10°,则振动的周期将随振幅的增加而变大,就不成为单摆了 。如摆球的尺寸相当大,绳的质量不能忽略,就成为复摆(物理摆),周期就和摆球的尺寸有关了 。首先由牛顿力学,单摆的运动可作如下描述:
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