高中物理竞赛题,请写出详细过程,不要从网上抄!
如图所示构件,DF和BE是两根较长的直杆,A、B、C、D、E、F等处均可转动,O点固定在墙上,当ABCF和CDOE恰为两个正方形,且DC:CF=2:1时,顶点A以水平速度...
如图所示构件,DF和BE是两根较长的直杆,A、B、C、D、E、F等处均可转动,O点固定在墙上,当ABCF和CDOE恰为两个正方形,且DC:CF=2:1时,顶点A以水平速度v向右运动,求此时B、C、D点的速度。
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楼主,没分啊,何况还是竞赛题,给点分吧。
分析:这是典型的牵连运动类型的题目
解答:因为这是刚体进行连接的,所以有个限定关系:刚体不能伸长 所以D点的速度垂直于OD,也就是沿着CD方向(因为这一瞬间是正方形),因此,把B,C点的速度全部沿着杠杆方向和垂直于杠杆方向进行分解,并设D点的速度是v1,于是很容易知道C点的速度是v1/sin(45°)(因为限制关系以及对称关系,C点的速度很明显只能水平向右),对于B点,同样的,沿着BC方向不可伸长,所以在此方向上的速度分量大小就是v1,而沿着AB方向,因为AB是杠杆,同样不可伸长,所以A点在AB方向上的速度分量就是B点在AB方向上的速度分量,很容易知道这个分量大小等于v*sin(45°),至此可以看出要求B,C,D三点的速度其实只要求出D点的速度就可以了,下面我们来寻找包含v1的方程。
我们取C点作为参考系,会发现B,D其实是围着C点在做圆周运动,并且因为是刚体,所以角速度一定相同,这就是我们要寻找的那个方程等式。于是有v1/2=(v*sin45°-v1)【绝对=相对+牵连,这一个公式在高中物理竞赛中是很基本的知识点,楼主你一定知道,所以我就直接列出上面的那个等式了】,解出v1=(2^0.5)*v/3,这就是D点的速度大小,方向沿着CD指向C;C点的速度Vc=(2^0.5)*v1=2v/3,水平向右; B点的速度Vb=【(13/18)^0.5】* v,方向用三角函数表示就可以了。
分析:这是典型的牵连运动类型的题目
解答:因为这是刚体进行连接的,所以有个限定关系:刚体不能伸长 所以D点的速度垂直于OD,也就是沿着CD方向(因为这一瞬间是正方形),因此,把B,C点的速度全部沿着杠杆方向和垂直于杠杆方向进行分解,并设D点的速度是v1,于是很容易知道C点的速度是v1/sin(45°)(因为限制关系以及对称关系,C点的速度很明显只能水平向右),对于B点,同样的,沿着BC方向不可伸长,所以在此方向上的速度分量大小就是v1,而沿着AB方向,因为AB是杠杆,同样不可伸长,所以A点在AB方向上的速度分量就是B点在AB方向上的速度分量,很容易知道这个分量大小等于v*sin(45°),至此可以看出要求B,C,D三点的速度其实只要求出D点的速度就可以了,下面我们来寻找包含v1的方程。
我们取C点作为参考系,会发现B,D其实是围着C点在做圆周运动,并且因为是刚体,所以角速度一定相同,这就是我们要寻找的那个方程等式。于是有v1/2=(v*sin45°-v1)【绝对=相对+牵连,这一个公式在高中物理竞赛中是很基本的知识点,楼主你一定知道,所以我就直接列出上面的那个等式了】,解出v1=(2^0.5)*v/3,这就是D点的速度大小,方向沿着CD指向C;C点的速度Vc=(2^0.5)*v1=2v/3,水平向右; B点的速度Vb=【(13/18)^0.5】* v,方向用三角函数表示就可以了。
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