理论力学动力学问题 求具体解答步骤

已知物块A重力为P1,均质滑轮B与均质滚子C半径相等,均为R.重力均为P2.斜面倾角为β,弹簧刚度系数为K,且P1>P2sinβ,滚子作纯滚动。开始时弹簧为原长,系统无初... 已知物块A重力为P1,均质滑轮B与均质滚子C半径相等,均为R.重力均为P2.斜面倾角为β,弹簧刚度系数为K,且P1>P2sinβ,滚子作纯滚动。开始时弹簧为原长,系统无初速,绳子倾斜段与斜面平行。试求:(1)物块M下降距离为h时,物块M的速度与加速度。(2)绳索对滚子B的拉力。
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谢谢mum
2013-03-02 · TA获得超过628个赞
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1)以系统作为研究对象,如上图所示。开始系统处于静平衡,所以合力矩∑M=0

∴KX(弹力)*R+P2*Sin β*R=P1*R,即 弹力KX=P1-P2Sinβ

∴弹力所做的功为:

  Wk=1/2*K*[X²-(X+h)²]=(P1-P2Sinβ)*h - K*h²*1/2

系统做的功为:

∑W=Wp1+Wp2+Wk=P1*h - P2*h*Sinβ + (P1 - P2Sinβ)*h - 1/2 *K*h² 

       =2*(P1*h - P2*h*Sinβ) - 1/2 *K*h²

开始系统静止,故动能T0 = 0;当物块A下降h时,设A的速度为V,系统动能为T1,,则

T1=1/2 * P1*V²/g + 1/2*(1/2 *P2*R²/g)*(V/R)² + 1/2 *(1/2 *P2*R²/g)*(V/R)²

   =(P1+2*P2*V²) /(2g)

∴T1 - T0=∑W,得

 (P1+2*P2*V²) /(2g) =2*(P1*h - P2*h*Sinβ) - 1/2 *K*h² 

求得 V=√[2*(P1h-P2*hsinβ - Kh²/2) / (P1+2*P2)]

物块A的质量m=P1/g

∴所求的加速度 a=F合/m=(P1-P2*Sinβ -K*h)*g /(P1+2*P2)

 

2)以A和B组成的系统作为研究对象,如上图所示。系统对B的动量矩为

LB=1/2 *P2*R²*h / 2g + P1*V*R/g

由(d/dt)LB=∑M,得

1/2*P2*R²*h/g  + P1*R*a/g=P*R-T*R

∴求得T=3/2 * P1*P2 /(P2+P1)  +(2P1+P2)(P2*Sinβ + K*h)/2(P1+P2)

心的流浪1988
2013-03-01 · TA获得超过1931个赞
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物块M下降距离为h时,滚子受力分析有:绳子的拉力F,滚子的重力P2,斜面的支持力F支持,弹簧的拉力F弹,设此时滚子的速度为V,加速度为a;物体A受力分析有:A的重力P1,绳子的拉力F,速度和滚子的速度等大为V,加速度和滚子等大为a。根据能量守恒定律有:
P1*h - P2*hsinβ =1/2*(P2/g)*V^2+1/2*(P2/g)*V^2+1/2*K*h^2---------------------------------1)
( 1 2 3 4 5 :1、A重力势能减少量;2、滚子重力势能减少量;3、A动能增加量;4、滚子动能增加量;5、弹簧储能增加量)
根据上式求解得:
V=[g(P1h-P2sinβ-1/2*K*h^2)/P2]^0.5
对滚子而言,在斜面方向上有:
P2/g*a=F-P2sinβ-Kh----------------------------2)
对于物体A而言,有:
P1-F=P1/g*a--------------------------------------3)
联立以上两式求解得:
a=g(P1 - P2sinβ-Kh)/(P1+P2)
根据式子3,代入a的求解值,可求得:
F=P1-P1/g*[g(P1 - P2sinβ-Kh)/(P1+P2)]=(P1P2+P1P2sinβ+P1Kh)/(P1+P2)

(1)物块M下降距离为h时,物块M的速度为V=[g(P1h-P2sinβ-1/2*K*h^2)/P2]^0.5;加速度为
a=g(P1 - P2sinβ-Kh)/(P1+P2)。
(2)绳索对滚子B的拉力为F=(P1P2+P1P2sinβ+P1Kh)/(P1+P2)。
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扫天涯
2013-03-01
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不好加符号啊!
我在文档里面写了,再复制上来吧
更多追问追答
追问
图片也可以
追答

文档也比较麻烦啊!我写了拍上来吧

答案对吧?好像不是太清楚啊!

速度=2g(1/2kh^2+p2hsinB-p1h)/p1-2p2

 

加速度=(p1-kh-p2sinB)g/2(p1+p2)对吗?对的话我再写过程!不太确定啊!

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