质点动力学
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 01:14:09
质量为m的物体从斜面顶端由静止开始向下滑动,斜面倾角为α,底边长为l=2.1m,斜面的摩擦因数为0.14。则当物体在斜面上下滑的时间最短时,α= 请老师受力分析
解题思路: 列出动力学和运动学方程后,获得倾角和时间函数关系后,应用对t求极值的方法
解题过程:
解析:审题,物体在斜面上受自身重力G,斜面支持力FN,斜面提供平行斜面斜向上滑动摩擦力 Ff,建立沿斜面垂直斜面直角坐标系,将重力沿两方向分解。建立垂直斜面平衡方程,滑动摩擦力方程和沿斜面加速度方程,
则FN=mgcosα Ff=μFN=μmgcosα
a=(mgsinα-Ff)/m=gsinα-μgcosα
因l/cosα=at2/2
t=[2l/gcosα(sinα-μcosα)]1/2
为使下滑时间最短,可令dt/dα=0,由上式可得
-sinα(sinα-μcosα)+cosα(cosα+μsinα)=0
则可得:tan2α=-1/μ α=490
此时tmin=[2l/gcosα(sinα-μcosα)]1/2=0.99s
解题过程:
解析:审题,物体在斜面上受自身重力G,斜面支持力FN,斜面提供平行斜面斜向上滑动摩擦力 Ff,建立沿斜面垂直斜面直角坐标系,将重力沿两方向分解。建立垂直斜面平衡方程,滑动摩擦力方程和沿斜面加速度方程,
则FN=mgcosα Ff=μFN=μmgcosα
a=(mgsinα-Ff)/m=gsinα-μgcosα
因l/cosα=at2/2
t=[2l/gcosα(sinα-μcosα)]1/2
为使下滑时间最短,可令dt/dα=0,由上式可得
-sinα(sinα-μcosα)+cosα(cosα+μsinα)=0
则可得:tan2α=-1/μ α=490
此时tmin=[2l/gcosα(sinα-μcosα)]1/2=0.99s
质点动力学
试列一表格,将质点的直线运动(刚体在直线上平动)和刚体定轴转动的运动学规律和动力学规律作一对比.
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