单摆中的等效摆长、等效重力加速度
2009-03-23 13:06阅读:
对等效摆长的理解
例1、如图所示,两根长度为L的细线下端拴一质量为m的小球,两线与天花板间夹角为θ,今使摆球在垂直于纸面的平面内做小幅度振动,求其振动周期。

说明:
在应用单摆的周期公式时,其摆长有时并不是直接给定,而是要通过分析后确定其摆长。在双线摆问题中,确定摆长的一般方法是——连接两悬线的悬点,然后过摆球的重心,作摆球重力的作用线,则摆球的重力作用线与两悬点的连线的交点,即为等效单摆的悬点,从等效悬点到摆球的距离,即为等效摆长。
、对等效重力加速度的理解
例2、如图所示,一小球用长为L的细线系于与水平面成α角的光滑斜面内,小球呈平衡状态;若使细线偏离平衡位置,且偏角θ<
5°,然后将小球由静止释放,则小球第一次运动到最低点所需的时间t为多少?

说明:
等效重力加速运动的方法为——当单摆在平衡位置不振动时,通过受力分析求出悬线所受的拉力F,再由F=mg',求出等效重力加速度g'
3、对受迫振动的理解
例3、汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上,弹簧的等效劲度系数k=1.5×10
5N/m,汽车开动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足

(l为车厢在平衡位置时弹簧的压缩的长度),若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为2Hz,已知汽车的质量为600kg,每个人的质量为70kg,则这辆车乘坐几个人时,人感觉到最难受?
[
解析]