单摆运动 重力与支持力请问我算单摆周期问题的时候发现 拉力就是等于重力 我把拉力看做向心力 公式是f拉=mrw2 F拉=ma=mg 周期 T=2派/W 得出的结论和书上一样 请问我哪里错了?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/12 07:11:35
单摆运动 重力与支持力请问我算单摆周期问题的时候发现 拉力就是等于重力 我把拉力看做向心力 公式是f拉=mrw2 F拉=ma=mg 周期 T=2派/W 得出的结论和书上一样 请问我哪里错了?

单摆运动 重力与支持力请问我算单摆周期问题的时候发现 拉力就是等于重力 我把拉力看做向心力 公式是f拉=mrw2 F拉=ma=mg 周期 T=2派/W 得出的结论和书上一样 请问我哪里错了?
单摆运动 重力与支持力
请问我算单摆周期问题的时候发现 拉力就是等于重力 我把拉力看做向心力 公式是
f拉=mrw2 F拉=ma=mg 周期 T=2派/W 得出的结论和书上一样 请问我哪里错了?

单摆运动 重力与支持力请问我算单摆周期问题的时候发现 拉力就是等于重力 我把拉力看做向心力 公式是f拉=mrw2 F拉=ma=mg 周期 T=2派/W 得出的结论和书上一样 请问我哪里错了?
你错的就多了……
1.向心力不是拉力,而是重力和拉力的合力在摆绳方向的分力
2.这里不是匀速圆周运动,角速度w不恒定,不能直接用向心力公式计算
3.拉力不等于重力,只是在摆角很小时的近似
4.就算根据你列的公式,也没法得出最后周期的结论……
希望我没有打击到你…… >_

这个问题看似简单,但很难解决,我想了半天,得出以下的推导:
(1)如果是选择题,可以用“极限法”来推导。
主观上AB弧线比AB直线要长,但质点2在AB弧线的运动是先做变加速运动后做变减速运动,到B点时速到又回到v和A点时一样。如此,不能判断v沿AB弧线快还是沿AB直线快。
...

全部展开

这个问题看似简单,但很难解决,我想了半天,得出以下的推导:
(1)如果是选择题,可以用“极限法”来推导。
主观上AB弧线比AB直线要长,但质点2在AB弧线的运动是先做变加速运动后做变减速运动,到B点时速到又回到v和A点时一样。如此,不能判断v沿AB弧线快还是沿AB直线快。
为了便于分析解答,考虑经典情况,选取AB弧线轨迹为半圆,半径为R。圆心O在AB直线的中点,圆弧的最低点为C。
当质点速度v→0时,质点2沿圆弧线ACB的运动可视为单摆运动(质点只受重力、支持力,支持力相当于单摆细绳指向圆心的拉力)。单摆的周期T=2π√(L/g),则质点2在圆弧ACB的运动时间是单摆的周期的一半,t2=√(R/g)。
质点1沿直线AB运动的时间,t1=2πR/v,v→0,则t1→∞。由此可得质点在弧AB的运动比在直线AB上运动用的时间少,所以先到达B点。
(2)那么以上推理是否符合v较大的情况呢?对于要求计算证明的题目,则要对运动的普遍情况具体分析。
为了不应用导数和微积分方法,仍设AB弧线为经典的半圆轨迹。
质点2在A点的速度为v,由机械能守恒定律,质点2到达圆弧的最低点C的速度满足下等式:(传上截图)只给出方法,不做具体计算。

收起

楼上说的都好麻烦。
其实,向心力是一个合力,也就是拉力和重力的矢量和,你把向心力用拉力减去重力代换再做这个题目就行了