擺鐘是單擺做簡諧運動的一個典型應用,其快慢不同是由擺鐘的周期變化引起的,最終是由擺長和系統中的視重加速度的變化引起的。在擺鐘的機械構造不變的前提下,走時準確的擺鐘每完成一次全振動,擺鐘所顯示的時間也就是擺鐘的周期T;而走時快的擺鐘周期小,在給定的時間內全振動的次數多,鐘面上顯示的時間就快;走時慢的擺鐘周期大,在給定的時間內全振動的次數少,鐘面上顯示的時間就慢。但無論擺鐘走時是否準確,鐘面上顯示的時間總等于擺動次數乘以準確擺鐘的周期,即t顯=N?Ts,這里N為全振動的次數,Ts為走時準確的擺鐘的周期。對于走時不準確的擺鐘,當它完成N次全振動時,其經歷的實際時間t=N?T非,也就是說,要計算走時不準確的擺鐘的全振動次數,不能用鐘面上顯示的時間除以其不標準的周期,據此,筆者構建出如下通式t顯Ts=tT非。式中t顯為鐘面顯示的時間,t為實際時間,Ts為走時準確的擺鐘的周期,T非為走時不準確擺鐘的周期,用此通式解答擺鐘快慢類問題十分方便快捷。
例1 甲、乙兩只相同的擺鐘同時記時,當甲鐘指示45min時,乙鐘指示1h,則甲、乙兩鐘的擺長之比l甲∶l乙=______。
解析 設兩鐘經歷的時