周成博 宋一诺 范光华,1)

∗(威海市第一中学，山东威海264207)

†(哈尔滨工业大学 (威海)光电科学系，山东威海 264209)

复合摆和耦合摆运动的可视化

周成博∗宋一诺†范光华†,1)

∗(威海市第一中学，山东威海264207)

†(哈尔滨工业大学 (威海)光电科学系，山东威海 264209)

利用视频跟踪技术和Tracker软件，通过运动时序图和李萨如图展示了不同数量复合摆构成的耦合摆的多种运动形式，包括两个复合摆的同振幅同方向振动、同振幅反方向振动、拍振以及3个和4个摆之间的能量转移运动.这种实验演示方法有助于学生加深对耦合摆运动规律的认识.

复合摆,耦合摆,视频跟踪技术

在高中和大学物理课中，单摆的摆动经常用做简谐振动的模型.单摆在平衡位置两侧的来回摆动很直观地表现为周期性运动.但是，单摆偏离平衡位置两侧的角度或幅值随时间的变化，也就是简谐振动，却不容易构思.此外，实际情况下还存在各种形式的复杂振动，它们都是各种简谐振动的耦合或叠加[1]，其运动形式比较复杂，规律不够直观，初学者对这些方面知识的理解存在一定困难.由于单摆的摆线是柔性的，单摆之间的耦合受到一定的限制.复合摆的运动形式跟单摆类似，刚性摆杆一端连接摆锤，另一端可以绕一个轴转动，摆杆之间可以方便地通过弹簧或橡皮筋实现耦合[23].因此，多个复合摆之间可以实现多种形式的耦合运动.以往的教学论文中，已经通过各种手段实现多种振动的可视化……