高中學生學習了《機械振動》后,難免要遇到利用單擺知識來分析擺鐘的走時問題。這是教學中的一個難點,個人認為:解決這類物理題,關鍵在于扣住“準確”與“不準確”的內在機制。
物理學中的單擺是實際擺的理想化,是指在一根不能伸長、又沒有質量的線的下端系一質點。單擺在振動過程中,當它的擺角很小時,單擺的振動才是一種簡諧運動。單擺的有關知識見下表。
項目單擺備注概念在細線的一端拴一個小球,另一端固定在懸點上,線的伸縮和質量可忽略,線長遠大于球的直徑,這樣的裝置叫單擺單擺的特點等時性,即在振幅很小條件下,單擺的振動周期與振幅無關當作簡諧振動條件擺角很小周期公式T=2πLg,單位是s與擺球質量無關應用(1)計時器
這一結論與上面學生結論近乎相同,但做法上有本質不同。
第二種解法巧妙地回避了重力加速度的具體數字(實際上該鐘并非在地球表面應用),同時扣住了調整前后震動次數不等,但時間相等這一根本特性,算式中,對時間的單位靈活統一,也給計算帶來了方便。
從以上兩個例題的解析應看出解決物理問題要扣住關鍵量的變與不變,順應事物內在的邏輯聯系。切忌生搬硬套,機械湊數。
(責任編輯易志毅)