字典翻译 问答 初中 物理 一个做简谐运动的单摆,摆长为1m,摆球质量为100g,取摆球最低点为重力势能零点.求当摆线偏角为5度时,单摆的振幅,总能量和摆到最低点时的速度以及摆线对摆球的最大拉力.
问题标题:
一个做简谐运动的单摆,摆长为1m,摆球质量为100g,取摆球最低点为重力势能零点.求当摆线偏角为5度时,单摆的振幅,总能量和摆到最低点时的速度以及摆线对摆球的最大拉力.
问题描述:

一个做简谐运动的单摆,摆长为1m,摆球质量为100g,取摆球最低点为重力势能零点.求当摆线偏角为5度时,单摆的振幅,总能量和摆到最低点时的速度以及摆线对摆球的最大拉力.

费定舟回答:
  设摆长为L,摆角为α那么振幅A=((Lsinα)^2+(L-Lcosα)^2)^(1/2)=(2L^2-2L^2cosα)^(1/2)=2Lsin(α/2)   最高点重力势能为Ep=mgL(1-cosα)因为理想单摆机械能守恒,所以总能量不变E总=Ep=mgL(1-cosα)   最低点速度由机械能守恒得Ek=(mv^2)/2=mgL(1-cosα)   v=(2gL(1-cosα))^(1/2)   最低点时摆线对摆球由最大拉力,由圆周运动向心力公式得   mv^2/L=T-mg   将v代入解得T=2mg(1-cosα)+mg
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