(2)l为单摆的摆长.对于实际的单摆,摆长是指从悬点到摆球重心的长度,l=l′+,l′为摆线长,d为摆球直径.图3(a)中的等效摆长为lsin α,周期T=2π.
(3)g为单摆所在处的重力加速度.
①在地球上,g随纬度的升高而增大,随高度的升高而减小.
②不同星球上的g值也不同.
图(b)中,乙在垂直纸面方向摆动时,与甲等效;乙在纸面内小角度摆动时,与丙等效.
图3
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)单摆的振幅变为原来的一半,则周期也将变为原来的一半. (×)
(2)如果重力加速度减为原来的四分之一,则单摆的周期变为原来的2倍.(√)
(3)单摆的周期与摆长成正比. (×)
(4)一个单摆在月球上摆动的周期大于其在地球上摆动的周期. (√)
一、单摆的回复力
1.单摆振动中的回复力不是它受到的合外力,而是重力沿圆弧切线方向的一个分力.单摆振动过程中,与弹簧振子不同之处是有向心力.
2.在最大位移处时,因速度为零,所以向心力为零,故此时合外力也就是回复力.
3.在平衡位置处时,由于速度不为零,故向心力也不为零,即此时回复力为零,但合外力不为零.
例1 振动的单摆小球通过平衡位置时,关于小球受到的回复力及合力的说法中正确的是( )
A.回复力为零,合力不为零,方向指向悬点
B.回复力不为零,方向沿轨迹的切线
C.回复力就是合力
D.回复力为零,合力也为零
答案 A