螺旋摆的轨迹及临界特征

螺旋摆,与单摆、复摆相同,是一种展示力学现象的实验仪器,其主要特征是与摆的一端所连接的物体将围绕着转动轴做螺旋运动(半径逐渐变小的近心运动),摆线将会在转动轴上缠绕.本文从最简单的螺旋摆开始,即一端固定在转动轴上、另一端连接着物体的摆的情况入手,再依次考虑固定两根杆来连接轻重不同两个负载的情况.实验中以在物体上连接发光二极管的方法,长时间曝光拍摄螺旋摆的轨迹.展现了螺旋摆的轨迹,定义了其中的临界状态,并从理论上分析了其轨迹特征与物体运动的关系.通过设计实验,探究了螺旋摆的起摆角、轻重负载质量比以及绳长对摆的螺旋运动的影响.