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高中单摆周期公式推导

原创 2023-03-09 12:37:59
当摆角很小时可近似得出:sinθ=F/mg=x/l;变形得F=mgx/l;参照简谐运动定义式F=kx,一一对应。得k=mg/l;将k代入一般简谐运动周期公式T=2π√(m/k);得T=2π√(m/(mg/l));化简得:T=2π√(l/g)。 精选答案
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由于计算周期,只需考虑最大位移处,即振幅A,是标量(下同),得:F=kA;

根据向心力公式F=mω^2r;

由于此时半径为振幅则F=mω^2A;

代入定义式为kA=mω^2A;

两边约去A得k=mω^2;

对此式变形ω^2=k/m;

1/ω^2=m/k;

1/ω=√(m/k);

通过对角速度公式ω=2π/T变形得:T=2π(1/ω);

代入前面计算的式子得T=2π√(m/k);

注意这个就是一般的简谐运动求周期公式。只是不教罢了。下面推出单摆公式。

当摆角很小时可近似得出:sinθ=F/mg=x/l;

变形得F=mgx/l;

参照简谐运动定义式F=kx,一一对应。得k=mg/l;

将k代入前面算出的一般简谐运动周期公式T=2π√(m/k);

得T=2π√(m/(mg/l));

约去m,化简得T=2π√(l/g)。

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来自佰学网

刘老师

刘老师

中国人大教育学硕士

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