Page 17 - 这样学高中物理更有益——力学部分

第一章 运动学

直面的夹角就是 38.55°（唐山的纬度），跟水平面的夹角是 51.45°。注意：日
晷的方向要正对北方放置，指南针的磁针与日晷的 12、24 时在同一竖直面内。
还需注意的是，指南针并不是指向正南正北，指南针的方向与正南正北的方向之
间有个夹角，叫磁偏角，例如唐山市的磁偏角约为 6°偏西。而且不同地区的磁
偏角大小也不尽相同，在精度要求高的场合，磁偏角要考虑进去。
需要说明的是，日晷上得到的时间是当地时间，准确点说是当地太阳时间，
与我们普遍使用的北京时间有些差距（北京时间实际上取的是陕西渭南蒲城的中

国科学院国家授时中心，授时部位于陕西省渭南市蒲城县城关镇杨庄村。北京时
间是东经 120°经线的地方平太阳时，而不是北京的地方平太阳时）。而且太阳
和地球的运动也不是严格按照几何学的描述，因此好一点的日晷上面都有一个时
间修正表格，用来参照得出更加准确的时间。
2．单摆计时。
单摆是能够产生往复摆动的一种装置，将无重细杆或不可
伸长的细柔绳一端悬于某一定点，另一端系一个重小球，就构
成单摆。若小球只限于竖直平面内摆动，则为平面单摆，若小

球摆动不限于铅直平面，则为球面单摆。
在满足偏角 <10°的条件下，平面单摆运动近似的周期公
式： ，其中，L 指摆长，g 是当地重力加速度。单摆做

简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、
摆球的质量无关。单摆是一种理想的物理模型，它由理想化的摆球和摆线组成。
摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供；摆球密度较大，而且球的半径比摆线的
长度小得多，这样才可以将摆球看作质点，由摆线和摆球构成单摆。
伽利略第一个发现摆的振动的等时性，并用实验求得单摆的周期随长度的二
次方根而变动。惠更斯制成了第一个摆钟。单摆不仅是准确测定时间的仪器，也
可用来测量重力加速度的变化。惠更斯的同时代人，天文学家 J. 里希尔曾将摆钟
从巴黎带到南美洲法属圭亚那，发现每天慢 2.5 分钟，经过校准，回巴黎时又快 2.5

分钟。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。牛顿还用单摆证明物体
的重量和质量是成正比的。
3. 计时单位的演变过程与人类发展关系？
说明：

①单位制统一到国际单位制标志着人类社会发展到了新的阶段。
②秒的准确定义与现代科技发展密切相关。
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