清华大学版理论力学课后习题答案大全 第7章质点动力学
清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第3章静力学平衡问题习题解
F DBCBDBF '习题3-3图第3章 静力学平衡问题3-1 图示两种正方形结构所受荷载F 均已知。
试求其中1,2,3各杆受力。
解:图(a ):045cos 23=-︒F FF F 223=(拉) F 1 = F 3(拉) 045cos 232=︒-F F F 2 = F (受压) 图(b ):033='=F F F 1 = 0F 2 = F (受拉)3-2 图示为一绳索拔桩装置。
绳索的E 、C 两点拴在架子上,点B 与拴在桩A 上的绳索AB 连接,在点D 加一铅垂向下的力F ,AB 可视为铅垂,DB 可视为水平。
已知α= 0.1rad.,力F = 800N 。
试求绳AB 中产生的拔桩力(当α很小时,tan α≈α)。
解:0=∑y F ,F F ED =αsin αs i nFF ED = 0=∑x F ,DB ED F F =αcos F FF DB 10tan ==α由图(a )计算结果,可推出图(b )中:F AB = 10F DB = 100F = 80 kN 。
3-3 起重机由固定塔AC 与活动桁架BC 组成,绞车D 和E 分别控制桁架BC 和重物W 的运动。
桁架BC 用铰链连接于点C ,并由钢索AB 维持其平衡。
重物W = 40kN 悬挂在链索上,链索绕过点B 的滑轮,并沿直线BC 引向绞盘。
长度AC = BC ,不计桁架重量和滑轮摩擦。
试用角ϕ=∠ACB 的函数来表示钢索AB 的张力F AB 以及桁架上沿直线BC 的压力F BC 。
(b-1)习题3-1图(a-1)(a-2)'3(b-2)习题3-2图F习题3-5图习题3-4图 解:图(a ):0=∑x F ,0sin 2cos=-ϕϕW F AB ,2sin2ϕW F AB =0=∑y F ,02sincos =---ϕϕAB BC F W W F即 2s i n 2c o s 2ϕϕW W W F BC ++=W W W W 2)c o s 1(c o s =-++=ϕϕ3-4 杆AB 及其两端滚子的整体重心在G 点,滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上,如图所示。
清华大学版理论力学课后习题答案大全 第7章质点动力学.
第3篇工程动力学基础第7章质点动力学习题7-1图7-1图示滑水运动员刚接触跳台斜面时,具有平行于斜面方向的速度 40.2km/h ,忽略摩擦,并假设他一经接触跳台后,牵引绳就不再对运动员有作用力。
试求滑水运动员从飞离斜面到再落水时的水平长度。
解:接触跳台时m/s设运动员在斜面上无机械能损失m/sm/s, m/sOmsssm习题7-2图7-2 图示消防人员为了扑灭高 21m 仓库屋顶平台上的火灾,把水龙头置于离仓库墙基 15m 、距地面高 1m 处,如图所示。
水柱的初速度m/s ,若欲使水柱正好能越过屋顶边缘到达屋顶平台,且不计空气阻力,试问水龙头的仰角应为多少?水柱射到屋顶平台上的水平距离为多少?解:(1 (1(2(1代入(2,得,(2 (到最高点所经过时间)m7-3 图示三角形物块置于光滑水平面上,并以水平等加速度向右运动。
另一物块置于其斜面上,斜面的倾角为θ。
设物块与斜面间的静摩擦因数为,且tanθ>,开始时物块在斜面上静止,如果保持物块在斜面上不滑动,加速度的最大值和最小值应为多少?(b习题7-3图(a 解:1、物块不上滑时受力图(a(1(2临界: (3(3代入(1、(2,消去,得(42、物块不下滑时受力图(b:(5(6临界: (7(7代入(5、(6,消去,得(87-4 图示物体的质量为m,悬挂在刚度系数为k的弹簧上,平衡时弹簧的静伸长为δst。
开始时物体离开平衡位置的距离为a,然后无初速度地释放。
试对图中各种不同坐标原点和坐标轴列出物体的运动微分方程,写出初始条件,求出运动规律,并比较所得到的结果。
习题7-4图解:(a受力图(e,且(1(2(3(1、(2代入(3,得(4记,则(5初始条件:时,, (6(f(6 代入 (5 ,得(e;(b受力图(e令,则初始条件:时,,(c受力图(f代入上式,即当时,,;(d受力图(f当时,,;习题7-5图7-5图示质量为m的平板置于两个反向转动的滑轮上,两轮间的距离为 2 d,半径为R。
质点力学习题与参考解答
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质点动力学思考题与习题及参考解答思考题(1) 有一质量为m 的珠子, 沿一根置于水平面内的铁丝滑动, 采用自然坐标法描述. 珠子受重力g m W=, 铁丝施与的约束力b Nb n Nn t Nt Ne F e F e F F ++=.t Nt e F 即为滑动摩擦力f F, 设动摩擦因数为μ. 试判断下列各式正误: (1) mg F f μ=; (2) Nb f F F μ= (3)Nn f F F μ=;(4) 22Nb Nnf F F F +=μ(2) 用极坐标系描述单摆的运动. 某甲如思考题(2图(a)规定θ角正向, 得到动力学方程θθsin mg ml -= ; 某乙如思考题(2图(b)规定θ角正向, 则得到θθsin mg ml += . 你认为谁的做法正确?(a) (b)思考题(2图(3) 质量为m 的质点, 由静止开始自高处自由落下. 设空气阻力f F与速度成正比, 比例系数为k . 某甲建立竖直向上的坐标如思考题(3图(a), 得到方程为y k mg y m+-=. 某乙建立竖直向下的坐标如思考题(3图(b), 得到方程为y k mg y m-=.他们列出的方程对吗?(a) (b)思考题(3(4)有人认为: 用极坐标系讨论质点的平面运动时, 如果0≡r F , 则沿径向动量守恒,==rm p r 常量;若0≡θF , 则沿横向动量守恒. 这种看法对吗? (5) 试判断以下二论断是否正确:(1) 若质点对固定点O 的角动量守恒, 则对过O 点的任意固定轴的角动量守恒. (2) 若质点对固定轴的角动量守恒, 则对该轴上任一固定点的角动量守恒.(6) 一质点动量守恒, 它对空间任一固定点的角动量是否守恒? 如质点对空间某一固定点角动量守恒, 该质点动量是否守恒?(7) 当质点做匀速直线运动时, 其动量是否守恒? 角动量是否守恒?(8) 在固定的直角坐标系Oxyz 中, 质量为m 的质点的速度k v j v i v v z y x++=, 所受合力为k F j F i F F z y x ++=. 能否将质点的动能定理r F mv d )21(d 2⋅=向x 轴方向投影而得出分量方程x F mv x x d )21(d 2= 该方程是否正确?思考题解答(1) 仅(4)式正确.(2) 甲正确. 乙错在角度不可以定义为从动线指向定线.(3) 乙的方程正确. 甲错在空气阻力亦应为yk -,y 取负值,y k -取正值. (4) 仅对固定方向才有动量守恒的分量形式. 径向和横向均不是空间固定方向. (5) (1)对;(2)错. (6) 一质点动量守恒,则对空间任一固定点角动量守恒. 质点对空间某一固定点角动量守恒,其动量不一定守恒.(7) 质点作匀速直线运动时,其动量和角动量均守恒.(8) 动能定理是标量方程,不可能投影而得出分量方程. 但xF mv x d )21(d 2=是正确的. 仿照动能定理的导出,用x t v x d d =乘牛顿第二定律的x 分量方程x xF t v m=d d 即可证明.质点动力学习题及参考解答【1】研究自由电子在沿x 轴的振荡电场中的运动. 已知电场强度i t E E)cos(0ϕω+=,ϕω,,0E 为常量. 电子电量为e -, 质量为m . 初始时, 即当0=t 时i x r00=, i v v 00=. 忽略重力及阻力, 求电子的运动学方程.【解】力为时间的函数,积分两次可得)cos(200ϕωω+++=t m eE t V X x ,其中ϕωcos 2000m eE x X -=,ϕωsin 00m eE v V +=.【2】 以很大的初速度0v自地球表面竖直上抛一质点, 设地球无自转并忽略空气阻力, 求质点能达到的最大高度. 已知地球半径为R , 地球表面处重力加速度为g .【解】以地心O 为原点,建立x 轴经抛出点竖直向上. 质点受万有引力沿x 轴负方向. 所以2x GMm xm -= . 因为2R GMmmg =,故g R GM 2=. 故有22x g R x -= . 做变换)2(d d d d d d d d 2x x x x x t x x x x ===,则x x g R x d )2(d 222-= . 积分并用0=t 时R x =,0v x = 定积分常数,得到 )11()(212202R x g R v x -=- . 质点达最大高度时H R x +=,0=x,可求出 1220)21(2--=Rg v g v H .三点讨论:(1)令∞=H ,对应Rg v 20=为第二宇宙速度.(2)若Rg v 220<<,则回到重力场模型所得结果. (3)题中不考虑地球自转及空气阻力,均不大合理,试进一步讨论之.【3】 将质量为m 的质点竖直上抛, 设空气阻力与速度平方成正比, 其大小22gv mk F R =.如上抛初速度为0v , 试证该质点落回抛出点时的速率2201v k v v +=.【解】质点运动微分方程为(Oy 轴竖直向上);上升阶段22y g mk mg y m--=,下降阶段22y g mk mg ym +-=. 【4】向电场强度为E 、磁感应强度为B 的均匀稳定电磁场中入射一电子. 已知B E⊥, 电子初速0v 与E 和B 均垂直, 如题4图所示. 试求电子的运动规律. 设电子电量为e -.题4图【解】令m eB=ω,电子运动微分方程为y xω-=, (1) m eEx y-= ω, (2)0=z . (3)对(2)式求导,利用(1)式得02=+y yω,解出)sin(αω+=t A y . 0=t 时0=y 故0=α,由t A y ωωcos = ,且0=t 时m eBv Ee y0+-= ,故B Bv E A 0+-=,则t B Bv E y ωsin 0+-= . 积分得)cos 1()(20t m eB eB Bv E m y -+-=. 代入(1)式积分可得t m eB eB Bv E m t B E x sin )(20--=.【5】 旋轮线如题5图所示, 可理解为一半径为a 的圆轮在直线上做无滑滚动时轮缘上一点P 的轨迹, 其参数方程为)sin (ϕϕ+=a x , )cos 1(ϕ-=a y . 在重力场中, 设y 轴竖直向上, 一质点沿光滑旋轮线滑动, 试证质点运动具有等时性(绕O 点运动周期与振幅无关).题5图【解】(旋轮线是如图圆轮在直线AB 上作无滑滚动时P 点的轨迹,曲线上P 点切线方向即为轮上P 点速度方向. 因无滑,0P 为瞬心,故P 点切线与P P 0垂直,因此可知P 点切线与x 轴夹角为2ϕ. )以曲线最低点(0=ϕ)为自然坐标原点,弧长正方向与t e 一致. 质点运动微分方程为2sinϕmg s m -= .对曲线参数方程求微分,得ϕϕd )cos 1(d +=a x 和ϕϕd sin d a y =,所以ϕϕd 2cos 2d d d 22a y x s =+=,积分并用0=ϕ时0=s 定积分常数,得2sin 4ϕa s =. 代入质点运动微分方程消去ϕ,得到4=+s a gs ,s 作简谐振动而具有等时性. 其解为)cos(0αω+=t A s ,a g40=ω与振幅无关.【6】 一小球质量为m , 系在不可伸长的轻绳之一端, 可在光滑水平桌面上滑动. 绳的另一端穿过桌面上的小孔, 握在一个人的手中使它向下做匀速运动, 速率为a , 如题【6图所示. 设初始时绳是拉直的, 小球与小孔的距离为R , 其初速度在垂直绳方向上的投影为0v . 试求小球的运动规律及绳的张力.题6图【解】小球运动微分方程为T F r r m -=-)(2θ , (1) 0)2(=+θθr r m , (2)a r-= . (3) 由(3)式求出at R r -=,代入(2)式求出)/(0at R t v -=θ,再由(1)式求出3220)(at R R mv F T -=.【7】 一质量为m 的珠子串在一半径为R 的铁丝做成的圆环上, 圆环水平放置. 设珠子的初始速率为0v , 珠子与圆环间动摩擦因数为μ, 求珠子经过多少弧长后停止运动 (根据牛顿第二定律求解).【解】珠子的运动微分方程为2b 2n d d N N F F t v m+-=μ, (1)n 2/N F mv =ρ, (2)mg F N -=b 0, (3)R =ρ(约束方程). (4)把(2)、(3)、(4)式代入(1)式,作变换sv t v d /)21(d d d 2=,可求出]/)ln[()2/(224020Rg g R v v R s ++=μ.【8】 质量为m 的小球沿光滑的、半长轴为a 、半短轴为b 的椭圆弧滑下, 此椭圆弧在竖直平面内且短轴沿竖直方向. 设小球自长轴端点开始运动时其初速度为零. 求小球达到椭圆弧最低点时对椭圆弧的压力 (根据牛顿第二定律求解). 【解】以椭圆最低点为自然坐标原点O ,弧长正方向指向小球初始位置,θ为切向与水平方向的夹角,小球的运动微分方程为θsin mg vm -= , (1) θρcos /2mg F mv N -=. (2)Oy 竖直向上,将s y d /d sin =θ代入(1)式得s y g s v v d /d d /d -=,积分可求出小球达最低点时gb v 22=. 由轨道方程22x a a by --=求出当0=x 时0='y ,2/a b y ='',由公式可求出22/32)1(1a b y y ='+''=ρ. 再由(2)式求出0=θ时)/21(/cos 22a b mg mv mg F N +=+=ρθ.【9】 力1F 和2F分别作用在长方体的顶角A 和B 上, 长方体的尺寸和坐标系如题【9图所示. 试计算1F 和2F对原点O 及3个坐标轴的力矩.题9图【解】11bF M x =,11aF M y -=,01=z M ,2222/b a bcF M x +=,2222/b a acF M y +-=,02=z M .【10】 已知质量为0m 的质点做螺旋运动, 其运动学方程为t r x ωcos 0=, t r y ωsin 0=,kt z =,k r ,,0ω为常量. 试求: (1)t 时刻质点对坐标原点的角动量;(2) t 时刻质点对过),,(c b a P 点, 方向余弦为),,(n m l 的轴的角动量.【解】由运动学方程求出→v ,根据定义即可求出→→→→→→++--=⨯=k r m j t t t r km i t t t r km v r m L ωωωωωωω200000000)sin (cos )cos (sin ,)]cos ()sin )([(]cos )()sin ([000000),,(a t r k t r c kt m m t r c kt b t r k l m L n m l -+-----=ωωωωωω)sin cos (00200t br t ar r n m ωωωωω--+.【11】 如题【11图所示, 质量为m 的小球安装在长为l 的细轻杆的A 端, 杆的B 端与轴21O O 垂直地固连. 小球在液体中可绕21O O 轴做定轴转动, 轴承1O 和2O 是光滑的. 转动中小球所受液体阻力与角速度成正比, ωαm F R =,α为常量. 设初始角速度为0ω,试求经多少时间后, 角速度减小为初始值的一半,以及在这段时间内小球所转圈数.(忽略杆的质量及所受阻力.)题 11图【解】由对21O O 轴的角动量定理ωαωm l ml t -=)(d d2,积分可得lt /0e αωω-=,求出α/)2ln (l t =. 将角动量定理化为l /d d θαω-=,积分可以求得αωαωθπ4/)r a d (2/00l l ==(圈)【12】 质量为m 的质点沿椭圆轨道运动, 其运动学方程为kt a x cos =, kt b y sin = (k b a ,,为常量). 用两种方法计算质点所受合力在0=t 到k t 4π=时间内所做的功.【解】(1)由动能定理)(4121212222122b a mk mv mv W -=-=.(2)用曲线积分算⎰⎰+=⋅=→→2121)d d (y ym x x m r d F W ,把轨道参数方程kt b y kt a x sin ,cos ==代入,则曲线积分化为对t 的积分,可得同样结果.【13】 试用动能定理求解7题.【解】珠子的动能定理为sF F mv N N d )21(d 2b 2n 2--=μ,参见3.7提示【14】 有一小球质量为m , 沿如题【14图所示的光滑的水平的对数螺旋线轨道滑动. 螺旋线轨道方程为θa e r r -=0, a 为常数. 已知当极角0=θ时,小球初速为0v . 求轨道对小球的水平约束力N F 的大小. (用角动量及动能定理求解, 图中δ为θe 与v 方向间夹角,a =δtg.)题14图【解】因机械能守恒,小球动能不变,因此0v v =.过O 点作z 轴竖直向上(垂直纸面向外),质点对z 轴的角动量δcos rmv L z =. 质点所受对z 轴力矩δsin N z rF M -=. 由对z 轴的角动量定理得δδsin )cos (d d0N rF rmv t -=.由于θθθθθ ar ar t r r v a r -=-===-e d d d d 0,θθ r v =. 故a v v r =-=θδtan . 将它代入角动量定理方程,得到N N arF rF rmv -=-=δtan 0 . 而δδsin sin 0v v v r r -=-== ,所以θδδδa N a r mv a r mv ar mv ar mv F e 11tan 1tan sin 2020220222020+=+=+==.【15】 已知质点所受力F 的3个分量为z a y a x a F x 131211++=,z a y a x a F y232221++=, z a y a x a F z 333231++=,系数)3,2,1,(=j i a ij 都是常量. 这些ij a 满足什么条件时与力F相关的势能存在? 在这些条件被满足的条件下, 计算其势能.【解】当0=⨯∇→F 时势能存在,要求311332232112,,a a a a a a ===. 以原点为势能零点,则)222(21132312233222211xz a zy a xy a z a y a x a V +++++-=.【16】 一带有电荷q 的质点在电偶极子的场中所受的力为3c o s 2r pq F r θ=,3sin r pq F θθ=,p 为偶极距, r 为质点到偶极子中心的距离.试证此力场为有势场.【解】)/cos (d d d )d d (d 2r pq r F r F e r e r F r F r r θθθθθ-=+=+⋅=⋅→→→→→,故为有势场 【17】 如题17图所示, 自由质点在Oxy 平面内运动, 静止中心A 和B 均以与距离成正比的力吸引质点M , 比例系数为k . 试证明势能存在并求出质点的势能.v题【17图【解】y ky x kx y ky ky x b x k b x k r F d 2d 2d )(d )]()([d --=--+--+-=⋅→→)](d [22y x k +-=.故势能存在. 以O 为势能零点,则)(22y x k V +=.【18】 试用机械能守恒定律求解8题.【解】根据机械能守恒定律,以椭圆弧最低点为势能零点,mgbmv =221,可知gb v 2=,参见3.8提示.【20】 将质量为m 的质点竖直抛上于有阻力的媒质中。
清华理论力学课后答案7
̇ ̇= y
̇ 2 sin ϑ + ϑ ̇̇cosϑ 2ϑ r cos 2 ϑ
̇ + g) F = m( ̇ y
将数据代入,求得此时的喷射反推力 F = 387.56 kN .
7-6 质量皆为 m 的两物块 A,B 以无重杆光滑铰接,置于光滑的水平及铅垂面上,如图所
受力图如图示,列出动力学方程 2)取物块 B 为研究对象,
课 后
力的大小与质点到这平面的距离成反比,比例系数为 λ。求质点在平衡位置附
λ ,受力图如图示,运动微分方程为 x λ ̇ = − mg . ṁ x x
答
案
2nω 2 ωn − ω2 代入数据,得 b = 1.90 mm , ϑ = −0.50 rad . 受迫振动的方程为 x = 1.90 sin (15.71t − 0.50) mm tan ϑ =
3)运动学分析
xB = l cosϑ ,
对时间求二次导数,得
̇ sin ϑ , y ̇ cosϑ ; ̇ B = −lϑ ̇ A = lϑ x ̇̇ sinϑ + ϑ ̇ 2 cos ϑ ) ̇̇cos ϑ − ϑ ̇ 2 sinϑ ) ̇ ̇B = −l (ϑ ̇ A = l (ϑ x ,y ̇ = 0 ,初加速度为 在初瞬时, ϑ
网
ww w.
b=
h
kh da
质点受力图 题 7-11
2 ̇ ̇ + 2nx ̇ + ωn x x = h sin ωt c k H 2 其中 n = , ωn = , h = , ω = 2π f , 2m m m
7-11 在图示振动系统中,已知:重物 A 的质量 m = 1 kg, 两串联弹簧的刚度系数分别为 k1 =12 N/cm, k2 = 4 N/cm , θ = 30°,斜面摩擦不计,在弹簧没有变形时将重物 A 无初速地释 放,同时 B 端以ξ = 1.5sin(10t) cm 沿斜面运动。试求重物 A 的 运动方程。 解:取重物 A 为研究对象,串联弹簧的等效刚度系数 k 满足
理论力学第七版课后习题答案(共9篇)
理论力学第七版课后习题答案(共9篇)理论力学第七版课后习题答案(一): 求理论力学第七版课后习题答案1、很高兴为您回答,但我没有题目内容啊!2、自己亲自做吧.网上(如:百度文库)可能查找到一些答案,一般不全.对搞不懂的题目,可以上传题目内容,以方便为你回答.理论力学第七版课后习题答案(二): 理论力学第六版(哈尔滨工业大学理论力学教研室)高等教育出版社课后习题答案 [email protected]【理论力学第七版课后习题答案】已发送注意查收理论力学第七版课后习题答案(三): 理论力学第七版高等教育出版社PDF 要《理论力学》(I)(第7版),《理论力学》(II)(第7版),《简明理论力学》(第2版)高等教育出版社,理论力学解题指导及习题集(第3版)高等教育出版社,理论力学思考题集高等教育出版社,这些书的PDF 非常谢谢必有重赏在下载了一会上传附件,望等待!!!理论力学第七版课后习题答案(四): 有几道力学题,.理论力学第一题选择题(基本概念和公理)1 理论力学包括()A、静力学、运动力学和动力学.B、运动学和材料力学.C、静动力学和流体力学.D、结构力学和断裂力学.2 静力学是研究()A、物体破坏的规律B、物体平衡的一般规律.C、物体运动的一般规律..D、物体振动的规律..3 关于刚体的说法是()A、很硬的物体.B、刚体内任意两点间的距离可以微小改变..C、刚体内任意两点间的距离保存不变.D、刚体内任意两点间的距离可以改变.4 关于平衡的概念是()A、物体相对于惯性参考系静止.B、物体做加速运动.C、物体相对于惯性参考系运动.D、物体做减速运动5 力是物体间的()A、相互化学作用..B、相互机械作用.C、相互遗传作用.D、相互联接作用.6 力对物体作用的效应取决于力的三要素,三要素是指()A、力的大小、方向和坐标B、力的大小、量纲和作用点.C、力的大小、方向和作用点.D、产生力的原因、方向和作用点.7 在国际单位制中,力的单位是()A、米(m).B、牛顿.米(N.m).C、牛顿.秒(m).D、牛顿(N).8 关于约束的说法是()A、限制物体运动的装置B、物体和物体的链接.C、物体运动的装置.D、使物体破坏的装置.ABCAD CDA理论力学第七版课后习题答案(五): 第七课答案【理论力学第七版课后习题答案】七年级上语文期末复习复习提要 1、语言积累和运用.2、现代文阅读.3、文言文、古诗词阅读.4、作文复习.5、专题训练及总测试.重点 1、注意辨别字形、正字音、释词义,理解语句在具体语境中的含义.2、整体感知课文,理解文章内容和写作特色,领悟作者的思想感情.3、学习文言文,生在朗读、背诵.掌握积累一些文言词语,理解文章大意,学会翻译文言文.4、学会审题,并结合学习生活实际,选取典型的材料进行作文,学会运用学过的词语及写作技巧.难点:1、关键词语的揣摩.2、理解一些重要语句的深刻含义.3、理解诗歌的意境.4、作文的选材立意.课时划分:1、积累与运用(4课时).A、拼音汉字、改正错别字.B、古诗、名句的默写.C、仿写句子、广告标语、综合性学习.D、对对子、名著导读.2、现代文阅读(4课时).A、课内阅读(2课时).B、课外阅读(2课时) 3、文言文阅读(2课时).4、作文(2课时).附:专题练习分工:积累与运用:张桂芬、钟国珍,现代文阅读(课内:王安华、黄卓苗,课外:郑小坚、范远填),文言文阅读:方焕章,作文:王文捷复习教案第一课时复习内容 1、复习本册学过的生字生词,掌握音、形、义.2、熟练运用学过的生字词.一、复习本册学过的生字生词,掌握音、形、义.1、教师指导学生掌握关键词语,让学生读、抄一遍,掌握正确的读音和拼写规则,特别注意平常容易读错的字音和多音多义字的读音.如:A、给下列加点的字注音或根据拼音写汉字.痴()想隐秘()诱惑()xuān( )腾一shùn( )间yùn( )含 B、请你找出并改正词语中的错别字.惊荒失措 _____改为_____ 昂首铤立_____改为_____ 二、进行逐单元进行听写训练.(一般分开在课前进行)三、完成试卷练习.(课后巩固为主)第二课时复习内容 1、复习古诗、名句的默写.2、学会初步赏析一些古诗或《论语》中的名句.一、学生复习要求背诵古诗和名篇.1、学生诵读本册要求背诵的古诗.2、教师指导学生熟记一些名句,会默写.3、掌握重点,理解诗歌的主题思想,体会含义深刻的句子.二、默写练习.(主要针对后进生,以激励为主)如:A、商女不知亡国恨,_______________________.《泊秦淮》 ,浅草才能没马蹄.《钱塘湖春行》B、《观沧海》中展现海岛生机勃勃的诗句是:,.,.《次北固山下》一诗中道出新旧更替的生活哲理的名句是:,.三、课后试卷练习巩固.第三课时复习内容1、仿写句子.2、复习比喻、拟人等修辞方法的辨别和运用.一、明白仿写的意义及方法.1、仿句是按照题目已经给出的语句的形式,再另外写出与之相仿的新句,仿句只是句式仿用,文字内容不能完全一样.只要被模仿的是句子的形式,不管是单句或复句,都列入仿句.2、仿句考查的知识点:(1)、考查同学们对语法、修辞等知识的综合运用,要求同学们根据不同的语境和要求,写出与例句内容和形式相同或相近、意义上有密切关联的句子.例如:生活就是一块五彩斑斓的调色板.希望就是________________________.[解析]这道题目从句式上看是陈述句.在修辞上运用了比喻,同学们要注意比喻运用的得体,比喻的艺术贵在创新,要寻找新鲜、活泼的喻体,保持上下文的协调性.如:希望就是一颗永不陨落的恒星.希望就是一盏永不熄灭的明灯.(2)、考查同学们的语言表达能力,联想、想象能力,创新思维能力.例如:什么样的年龄最理想什么样的心灵最明亮什么样的人生最美好什么样的青春最辉煌鲜花说,我开放的年龄多妩媚;月亮说,____________________________;海燕说,_______________________.太阳说,_________________________________.[解析]该题是问答式的仿写,在回答上运用拟人的修辞,要求天下们针对性进行回答,有一定的开放度,但是在解题时,要注意结合回答对象的特点.如:我纯洁的心灵多明亮;我奋斗的人生极美好;我燃烧的青春极辉煌.(3)、是对同学们思想认识水平的检测,包括道德素质,审美理论力学第七版课后习题答案(六): 理论力学的基本原理和基本假设是什么理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科,也称经典力学.是力学的一部分,也是大部分工程技术科学理论力学的基础.其理论基础是牛顿运动定律,故又称牛顿力学.原理的话就是牛顿三大定理咯.定理都是在基本假设的基础上推出来的,所以想想牛顿三定律是建立在什么假设基础上的我能总结出来的就三点:1.时间是绝对的,其含义是时间流逝的速率与空间位置和物体的速率无关; 2.空间是欧几里德的,也就是说欧几里德几何的假设和定律对空间是成立的;3.经典物理的第三个假设,就是质点的运动可以用位置作为时间的函数来描述.理论力学第七版课后习题答案(七): 大学理论力学的问题(哈工大第七版)有关力矩在平面力对点之炬,这一节中,关于力对点之矩的正负问题中,顺时针和逆时针怎么判断呢以及在力对轴的矩中右手螺旋定则怎么定义的啊利用右手螺旋定则,其实判断力矩正负和以前高中学的判定磁场方向差不多,就是伸出右手,大拇指与其余四个手指垂直,其余四指弯向力的方向,这时候可以有两种判定方法:第一种,如果其余四指弯曲的方向是顺时钟,则力矩为负,反之,则为正;第二种,如果这时大拇指指向为上,那么力矩为正,反之,则为负.总之大体的判断方法就是这样,至于哪种方法更容易,楼主自行体会吧.最后祝你学业进步~理论力学第七版课后习题答案(八): 现代物理学包括哪几部分目前我们学物理是包括了力学,光学,热学,电磁学,原子物理学,理论力学,热力学,统计物理学,电动力学,量子力学,数学物理方法,固体物理学这些学科的理论力学第七版课后习题答案(九): 科学不怕挑战的阅读答案5.本文的中心论点是什么7 (4分)6.第③④段运用了事例来论证,请分别概括这两个事例的内容.(4分)7.第⑤段申两个句子的顺序能否颠倒为什么(4分)8.第⑥段中"科学"一词为什么加上引号(2分)9.说说画线句子在文中的表达作用.(3分)参考答案:5、科学不怕挑战(或“科学不怕挑战,怕挑战的不是科学.”)(2分)6、第③段:量子力学曾受到爱因斯坦理想实验的挑战(1分);第④段:进化论曾受到创世说者的频频发难(1分).7、不能颠倒(1分).这句话有承上启下的作用,前半句总结上文,后半句引出下文(1分).8、为了表示讽刺和否定.(2分)9、运用了比喻论证的方法(1分),将科学不断受到挑战比作了大浪淘沙,证明了科学是不怕挑战的,从而把抽象深奥的道理阐述得生动形象、浅显易懂(1分).。
理论力学解答(清华版)
第一章 静力学基本概念1-1 考虑力对物体作用的运动效应,力是( A )。
A.滑动矢量B.自由矢量C.定位矢量1-2 如图1-18所示,作用在物体A 上的两个大小不等的力1F 和2F ,沿同一直线但方向相反,则其合力可表为( C )。
A.1F –2FB.2F - 1FC.1F +2F图1-18 图1-191-3 F =100N ,方向如图1-19所示。
若将F 沿图示x ,y 方向分解,则x 方向分力的大小x F = C N ,y 方向分力的大小y F = ___B __ N 。
A. 86.6B. 70.0C. 136.6D.25.91-4 力的可传性只适用于 A 。
A. 刚体B. 变形体1-5 加减平衡力系公理适用于 C 。
A. 刚体;B. 变形体;C. 刚体和变形体。
1-6 如图1-20所示,已知一正方体,各边长a ,沿对角线BH 作用一个力F ,则该力在x 1轴上的投影为 A 。
A. 0B. F/2C. F/6D.-F/31-7如图1-20所示,已知F=100N ,则其在三个坐标轴上的投影分别为: Fx = -402N ,Fy = 302N ,Fz = 502 N 。
图1-20 图1-21第二章力系的简化2-1.通过A(3,0,0),B(0,4,5)两点(长度单位为米),且由A指向B的力F,在z轴上投影为,对z轴的矩的大小为。
答:F/2;62F/5。
2-2.已知力F的大小,角度φ和θ,以及长方体的边长a,b,c,则力F在轴z和y上的投影:Fz= ;Fy= ;F对轴x的矩M x(F)= 。
答:Fz=F·sinφ;Fy=-F·cosφ·cosφ;Mx(F)=F(b·sinφ+c·cosφ·cosθ)图2-40 图2-412-3.力通过A(3,4、0),B(0,4,4)两点(长度单位为米),若F=100N,则该力在x轴上的投影为,对x轴的矩为。
理论力学答案(第七章后)
第七章 点的合成运动一、是非题7.1.1动点的相对运动为直线运动,牵连运动为直线平动时,动点的绝对运动必为直线运动。
( × )7.1.2无论牵连运动为何种运动,点的速度合成定理r e a v v v +=都成立。
( ∨ )7.1.3某瞬时动点的绝对速度为零,则动点的相对速度和牵连速度也一定为零。
( × )7.1.4当牵连运动为平动时,牵连加速度等于牵连速度关于时间的一阶导数。
( ∨ )7.1.5动坐标系上任一点的速度和加速度就是动点的牵连速度和牵连加速度。
( × )7.1.6不论牵连运动为何种运动,关系式a a +a a r e =都成立。
( × )7.1.7只要动点的相对运动轨迹是曲线,就一定存在相对切向加速度。
( × )7.1.8在点的合成运动中,判断下述说法是否正确:(1)若r v 为常量,则必有r a =0。
( × )(2)若e ω为常量,则必有e a =0. ( × )(3)若e r ωv //则必有0=C a 。
( ∨ )7.1.9在点的合成运动中,动点的绝对加速度总是等于牵连加速度与相7.1.10当牵连运动为定轴转动时一定有科氏加速度。
( × )二、 填空题7.2.1 牵连点是某瞬时 动系上与7.2.2 v e 与v r 共线 情况下,动点绝对速度的大小为r e a v v v +=,在 情况下,动点绝对速度的大小为a v =v e 、v r ,应按___ ____ __ 计算v a三、选择题:7.3.1 动点的牵连速度是指某瞬时牵连点的速度,它相对的坐标系是( A )。
A 、 定参考系B 、 动参考系C 、 任意参考系7.3.2 在图示机构中,已知t b a s ωsin +=, 且t ωϕ=(其中a 、b 、ω均为常数),杆长为L ,若取小球A 为动点,动系固结于物块B ,定系固结于地面,则小球的牵连速度v e 的大小为( B )。
理论力学答案完整版(清华大学出版社)10
子 C 沿水平轨道滚动而不滑动,试求重物 A 的加速度。
解: 取整个系统为研究对象,自由度为 1。设重物速度为 vA ,则轮
题 10-9 图
的角速度 ω = vA ,轮心速度为 R−r
vO
=
R
r −
r
vA 。系统的动能为
( ) T
拉格朗日方程的普遍形式
d dt
∂L ∂q& j
− ∂L ∂q j
= Q′j
( j = 1,2,..., m)
式中 Q′j 为非有势力对应的广义力。
矢量方法
动量法:动量定理
动量矩定理 质心运动定理 定轴转动微分方程 平面运动微分方程
质点系统动力学
动静法
动能定理
能量方法
拉格朗日方程
3 保守系统拉格朗日方程的初积分
10-3 质量为 m1 的匀质杆,长为 l,一端放在水平面上, 另一端与质量为 m2、半径为 r 的匀质圆盘在圆盘中心 O 点 铰接。圆盘在地面上作纯滚动,圆心速度为 v。求系统在此
题 10-3 图
位置的动能。
解:杆作平移,动能为
T1
=
1 2
m1v2
;
圆盘作纯滚动,动能为
T2
=
1 2
m2v2
+
1 2
mivi
⋅ vi
,
其中 n 为系统中的质点数目,可以是有限或无穷,mi 和 vi 分别为各质点的质量和速度。 平
移刚体的动能 T = 1 mv2 , 2
其中 m 为平移刚体的质量。
定轴转动刚体的动能
T
=
1 2
理论力学课后习题答案
理论力学课后习题答案1. 第一题题目:一个质点从初始点A沿着一条直线运动到达点A,在此过程中质点受到一个恒定的力A的作用。
求解质点从A 到A的位移A和速度A与时间A的关系。
解答:根据牛顿第二定律A=AA,我们可以得到质点在恒定力作用下的运动方程为 $F = m \\frac{dv}{dt}$。
即:$$F = m \\frac{dx}{dt}$$将方程变形可得:$$dx = \\frac{F}{m} dt$$对上式两边同时积分可得:$$\\int_{x_A}^{x_B} dx = \\frac{1}{m} \\int_0^t F dt$$化简后可得:$$x_B - x_A = \\frac{1}{m} \\int_0^t F dt$$即质点从初始点A移动到达点A时的位移A与时间A的关系为:$$x = x_A + \\frac{1}{m} \\int_0^t F dt$$2. 第二题题目:一个滑块在一个光滑的水平轨道上,质量为A,受到一根拉力为A的绳子的作用。
求解滑块的加速度A。
解答:根据牛顿第二定律A=AA,可以得到滑块的加速度A与拉力A的关系为 $a = \\frac{F}{m}$。
3. 第三题题目:一个质点在一个弹簧的作用下振动,弹簧的劲度系数为A,质量为A。
求解质点的振动周期A。
解答:质点在弹簧的作用下振动,其运动方程为 $m\\frac{d^2x}{dt^2} = -kx$,其中A为质点的位移。
对上式进行变形可得:$$\\frac{d^2x}{dt^2} = -\\frac{k}{m}x$$该微分方程的通解为 $x = A \\sin(\\sqrt{\\frac{k}{m}} t + \\phi)$,其中A为振幅,$\\phi$ 为相位角。
振动周期A可以通过求解动能和势能的平衡关系来得到。
在振动过程中,动能 $K = \\frac{1}{2} m v^2$ 和势能 $U =\\frac{1}{2} k x^2$ 之和保持不变。
理论力学答案 第七版
P FAx
(k1)
理论力学(第七版)课后题答案 哈工大.高等教育出版社
FCA
C A
FAB
′ FAC ′ FAB
A
FAC
B
FBA
(l)
(l1) 图 1-1
(l2)
P (l3)
1-2 画出下列每个标注字符的物体的受力图。 题图中未画重力的各物体的自重不计, 所 有接触处均为光滑接触。
C
FN 2
因对称
= 2 000 N
FT B = FT A = 2 010 N
2-7 如图 2-7a 所示液压夹紧机构中,D 为固定铰链,B,C,E 为活动铰链。已知力 F, 机构平衡时角度如图 2-7a,求此时工件 H 所受的压紧力。
y
y
y
F FN B FBC
′ FBC
θ
FCD x
′ FCE
θ
E
FN E
θ
B
C
FT A
y
10 m
10 m P/2 O
θ
(a) 图 2-6
D
C
FT C x
(b)
解 本题为悬索问题,这里采用近似解法,假定绳索荷重均匀分布。取 AC 段绳索为研 究对象,坐标及受力如图 2-6b 所示。图中:
W1 =
由平衡理论得
P = 200 N 2
(1)
∑ Fx = 0, FT C − FT A cosθ = 0
FE
F
D
C
O (i1)
E
B
(i2)
(i)
5
理论力学(第七版)课后题答案 哈工大.高等教育出版社
A
′ FAx
A
F C
《理论力学》动力学典型习题 答案_图文.
《动力学 I 》第一章运动学部分习题参考解答1-3 解:运动方程:θtan l y =,其中kt =θ。
将运动方程对时间求导并将 030=θ代入得34cos cos 22lk lk l y v ====θθθ98cos sin 2232lk lk y a =-==θθ1-6证明:质点做曲线运动 , 所以 n t a a a +=, 设质点的速度为 v , 由图可知 : a a vv y n cos ==θ,所以 : yv va a n = 将c v y =, ρ2n va =代入上式可得ρc v a 3=证毕 1-7证明:因为 n2a v=ρ, va a v a ⨯==θsin n所以:va ⨯=3v ρ证毕1-10解:设初始时 , 绳索 AB 的长度为 L , 时刻 t 时的长度为 s , 则有关系式: t v L s 0-=,并且 222x l s +=将上面两式对时间求导得:0v s-= , x x s s 22= 由此解得:xsv x-= (a (a式可写成:s v x x 0-= ,将该式对时间求导得: 2002v v s x x x=-=+ (b 将 (a式代入 (b式可得:3220220xlv x x v x a x -=-==(负号说明滑块 A 的加速度向上1-11解:设 B 点是绳子 AB 与圆盘的切点,由于绳子相对圆盘无滑动,所以R v B ω=,由于绳子始终处于拉直状态,因此绳子上 A 、 B 两点的速度在 A、 B 两点连线上的投影相等,即: θcos A B v v = (a 因为xR x 22cos -=θ (b 将上式代入(a 式得到 A 点速度的大小为: 22Rx x Rv A -=ω (c由于 x v A -=, (c 式可写成:Rx R x xω=--22 ,将该式两边平方可得: 222222 (x R R x x ω=- 将上式两边对时间求导可得:x x R x x R x xx 2232222 (2ω=-- 将上式消去 x 2后,可求得:22242(R x xR x--=ω由上式可知滑块 A 的加速度方向向左,其大小为 2 2242(R x xR a A -=ω1-13解:动点:套筒 A ;动系:OA 杆; 定系:机座; 运动分析:绝对运动:直线运动; 相对运动:直线运动; 牵连运动:定轴转动。
理论力学习题-质点动力学基本方程
理论力学习题-质点动力学基本方程.(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--104第9章 质点动力学基本方程一、是非题(正确的在括号内打“√”、错误的打“×”)1. 凡是适合于牛顿三定律的坐标系称为惯性参考系。
( √ )2. 一质点仅受重力作用在空间运动时,一定是直线运动。
( × )3. 两个质量相同的物体,若所受的力完全相同,则其运动规律也相同。
( × )4. 质点的运动不仅与其所受的力有关,而且还和运动的初始条件有关。
( √ )5. 凡运动的质点一定受力的作用。
( × )6. 质点的运动方向与作用于质点上的合力方向相同。
( × )二、填空题1.质点是指大小可以忽略不计,但具有一定质量的物体。
2.质点动力学的基本方程是∑=i m F a ,写成自然坐标投影形式为∑=τF dt s d m22∑=nFv m ρ2∑=b F 0。
、 、1053.质点保持其原有运动状态不变的属性称为惯性。
4.质量为m 的质点沿直线运动,其运动规律为0ln(1)v t x b b=+,其中0v 为初速度,b 为常数。
则作用于质点上的力=F 2020()mbv b v t -+。
5.飞机以匀速v 在铅直平面内沿半径为r 的大圆弧飞行。
飞行员体重为P ,则飞行员对座椅的最大压力为2(1)vP gr+。
三、选择题1.如图所示,质量为m 的物块A 放在升降机上, 当升降机以加速度a 向上运动时,物块对地板的压力等于( B )。
(A) mg(B) )(a g m +(C) )(a g m -(D) 02.如图所示一质量弹簧系统,已知物块的质量为m ,弹簧的刚度系数为c ,静伸长量为s δ,原长为0l ,若以弹簧未伸长的下端为坐标原点,则物块的运动微分方程可写成( B )。
(A) 0=+x m cx(B) 0)(=-+s x mcxδ (C) g x m cx s =-+)(δ (D) 0)(=++s x mcxδ 3.在介质中上抛一质量为m 的小球,已知小球所受阻力R kv =-,坐标选择如图所示,试写出上升段与下降段小球的运动微分方程,上升段( A ),下降段( A )。
清华大学理论力学习题解答67
[ ρ × mve ]z = mρ 2ω
x
[ ρ × mvr ]z = mv0 cosϕ ⋅ (l + r cosϕ ) + mv0 sinϕ ⋅ r sinϕ
= mv0 (l cosϕ + r)
《理论力学》习题解答
由 LO1 = LO2 得:
m(l + r)v0 = J zω + mρ 2ω + mv0 (l cosϕ + r)
《理论力学》习题解答
习题6-7
水平圆盘可绕铅垂轴z转动,如 图所示。其对z轴的转动惯量为Jz。 一质量为m的质点,在圆盘上作 匀速圆周运动,圆周半径为r, 速度为v0,圆心到盘心的距离为l。 开始运动时,质点在位置A,圆 盘角速度为零。试求圆盘角速度
ω与角ϕ间的关。轴承摩擦略
去不计。
《理论力学》习题解答
∴
ω
=
JZ
+
mv0l(1 − cosϕ ) m(l 2 + r 2 + 2rl cosϕ )
解:取圆盘连同其上的质点作为一个系统,此系统 对于z轴动量矩守恒。
系统在初始时刻对z轴的动量矩为: Lo1 = m(l + r)v0
系统在任意时刻对z轴的动量矩为:
Lo2 = J zω + [ ρ × m(ve + vr )]z
其中:ve = ρω,vr = v0
O
vrve
ρ
m
ϕ
y
ρ = l 2 + r 2 + 2lr cosϕ
清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第6章刚体平面运动分析汇总
清华⼤学版理论⼒学课后习题答案⼤全_____第6章刚体平⾯运动分析汇总6章刚体的平⾯运动分析6-1 图⽰半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动,沿半径为R 的固定齿轮滚动。
曲柄OA 以等⾓加速度α绕轴O 转动,当运动开始时,⾓速度0ω= 0,转⾓0?= 0。
试求动齿轮以圆⼼A 为基点的平⾯运动⽅程。
解:?c o s )(r R x A += (1) ?sin )(r R y A +=(2)α为常数,当t = 0时,0ω=0?= 0 221t α?=(3)起始位置,P 与P 0重合,即起始位置AP ⽔平,记θ=∠OAP ,则AP 从起始⽔平位置⾄图⽰AP 位置转过θ??+=A因动齿轮纯滚,故有?=CP CP 0,即θ?r R = ?θr R =, ??rr R A += (4)将(3)代⼊(1)、(2)、(4)得动齿轮以A 为基点的平⾯运动⽅程为:+=+=+=222212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα6-2 杆AB 斜靠于⾼为h 的台阶⾓C 处,⼀端A 以匀速v 0沿⽔平向右运动,如图所⽰。
试以杆与铅垂线的夹⾓θ表⽰杆的⾓速度。
解:杆AB 作平⾯运动,点C 的速度v C 沿杆AB 如图所⽰。
作速度v C 和v 0的垂线交于点P ,点P 即为杆AB 的速度瞬⼼。
则⾓速度杆AB 为hv AC v AP v ABθθω2000cos cos ===轮A 和垫滚B 与地⾯之间以及垫滚B 与拖车之间⽆滑动。
解:R v R v A A ==ωR vR v B B 22==ωB A ωω2=6-4 直径为360mm 的滚⼦在⽔平⾯上作纯滚动,杆BC ⼀端与滚⼦铰接,另⼀端与滑块C 铰接。
设杆BC 在⽔平位置时,滚⼦的⾓速度ω=12 rad/s ,θ=30?,?=60?,BC =270mm 。
试求该瞬时杆BC 的⾓速度和点C 的速度。
习题6-1图习题6-2图习题6-2解图习题6-3解图习题6-3图v A = vv B = v ωAωB习题6-6图习题6-6解图解:杆BC 的瞬⼼在点P ,滚⼦O 的瞬⼼在点D BDv B ?=ωBPBD BP v B BC ?==ωω =30sin 27030cos 36012 rad/s 8=PC v BC C ?=ωm/s 87.130cos 27.08=??=6-5 在下列机构中,那些构件做平⾯运动,画出它们图⽰位置的速度瞬⼼。
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习题7-2图习题7-1图s F第3篇 工程动力学基础第7章 质点动力学7-1 图示滑水运动员刚接触跳台斜面时,具有平行于斜面方向的速度40.2km/h ,忽略摩擦,并假设他一经接触跳台后,牵引绳就不再对运动员有作用力。
试求滑水运动员从飞离斜面到再落水时的水平长度。
解:接触跳台时 171136001024030..v =⨯=m/s设运动员在斜面上无机械能损失7688442892171122020....gh v v =⨯⨯-=-=m/s1418.cos v v x ==θm/s,2563.s i n v v y ==θm/s 5410221.g v h y==m33201.gv t y ==s220121)(gt h h =+780.08.9)44.2541.0(2)(2012=+=+=gh h t s112.121=+=t t t s 05911211418...t v x x =⨯==m7-2 图示消防人员为了扑灭高21m 仓库屋顶平台上的火灾,把水龙头置于离仓库墙基15m 、距地面高1m 处,如图所示。
水柱的初速度250=υm/s ,若欲使水柱正好能越过屋顶边缘到达屋顶平台,且不计空气阻力,试问水龙头的仰角α应为多少?水柱射到屋顶平台上的水平距离s 为多少? 解:(1) αcos v t 0115=(1)2021sin 2110=-⋅gt t v α (2)(1)代入(2),得 01.44cos sin 375cos 5002=+-ααα ααα22c o s 1c o s 3751.44cos 500-=+ 081.1944cos96525cos 39062524=+-αα22497.0cos2=α, ︒=685.61α(2) gv t αsin 02=(到最高点所经过时间)26.232)15cos (20=⨯-⋅=t v S αm7-3 图示三角形物块置于光滑水平面上,并以水平等加速度a 向右运动。
另一物块置于其斜面上,斜面的倾角为θ。
设物块与斜面间的静摩擦因数为s f ,且tan θ>s f ,开始时物块在斜面上静止,如果保持物块在斜面上不滑动,加速度a 的最大值和最小值应为多少?习题7-1解图θv 0v yO习题7-4图g(e)..xkF(f )解:1、物块不上滑时受力图(a) ma F F =+θθcos sin s N (1)0s i n c o s s N =--θθF mg F (2) 临界:Ns s F f F =(3)(3)代入(1)、(2),消去N F ,得θθθθs i n c o s c o s s i n m a x s s f f a -+=(4) 2、物块不下滑时受力图(b): ma F F =-θθcos sin s N (5)0s i n c o s s N =+-θθF mg F (6) 临界:N s s F f F =(7) (7)代入(5)、(6),消去N F ,得θθθθs i n c o s c o s s i n s s mi n f f a +-=(8)7-4 图示物体的质量为m ,悬挂在刚度系数为k 的弹簧上,平衡时弹簧的静伸长为δst 。
开始时物体离开平衡位置的距离为a ,然后无初速度地释放。
试对图中各种不同坐标原点和坐标轴列出物体的运动微分方程,写出初始条件,求出运动规律,并比较所得到的结果。
解:(a)受力图(e),且st δk mg = (1) )(st x k F k +=δ (2) k F mg x m -=..(3)(1)、(2)代入(3),得..=+kx x m..=+x m k x (4)记mk =2nω,则)s i n (n ϕω+=t A x (5)初始条件:0=t 时,a x =,0=∙x(6)(6)代入(5),得)2πs i n (a +=t m k a x ;(b)受力图(e) k F mg x m -=..kxF k = gx m k x =+..令mk =n ω,则kmg t A x ++=)sin(n ϕω初始条件:0=t 时,sta xδ+=,0=xkmg t mk a x ++=)2πsin(b习题7-5图(a)(c)受力图(f) mg F x m k -=..)(stx k F k -=δ 代入上式,即..=+kx x m..=+x mk x)s i n (n c ϕω+=t A x当0=t 时,a x -=,0=x )2πsin(c+-=t m k a x ;(d)受力图(f)mg F x m k -=..kxF k -=mgkx x m -=+..gx mk x -=+..kmg t A x -+=)sin(n ϕω当0=t时,)(st δ+-=a x ,0=xkmg t mk a x -+-=)2πsin(d ;7-5 图示质量为m 的平板置于两个反向转动的滑轮上,两轮间的距离为2d ,半径为R 。
若将板的重心推出,使其距离原对称位置O 为x 0,然后无初速度地释放,则板将在动滑动摩擦力的作用下作简谐振动。
板与两滑轮间的动摩擦因数为f 。
试求板振动的运动规律和周期。
解:1、图(a)0=∑y F ,mg F F =+N2N1 (1)0=∑OM ,0N1N2=--mgx d F d F即d x mgF F =-N1N2(2)由(1)、(2)解得:)1(21N2d x mg F +=)1(21N1d x mg F -=)1(211N d x fmg fF F -==1)1(212N 2d x f m g fF F +==..21xm F F =- 即 0..=+x dfmg x m..=+x dfg xd fg =n ω振动周期:fgd Tπ2π2n==ω习题7-6图t(a)习题7-7图运动方程:)sin(n ϕω+=t A x当0=t 时,0x x=,0=x运动规律:)2πsin(0+=t d fg x x7-6 图示升降机厢笼的质量m =3×103kg ,以速度v =0.3m/s 在矿井中下降。
由于吊索上端突然嵌住,厢笼中止下降。
如果索的弹簧刚度系数k =2.75kN/mm ,忽略吊索质量,试求此后厢笼的运动规律。
解:图(a ):Km g =st δ (1) k F mg x m -=..(2) )(st δ+=x k F k(3)(1)、(3)代入(2),得0..=+kx x m0..=+x mk x)s i n (n ϕω+=t A x(4)t =0时,x =0,3.0.==v x m/s(5)代入(4),得 tvx n ns i n ωω=(6)3.301031075.236n =⨯⨯==mk ωrad/s(7)将(5)、(7)代入(6)得)3.30sin(9.9t x =(mm ,t 以秒计)7-7 质量m =2kg 的物体从高度h =0.5m 处无初速地降落在长为l =1m 的悬臂木梁的自由端上,如图所示。
梁的横截面为矩形,高为30mm ,宽为20mm ,梁的弹性模量E =106MPa 。
若不计梁的质量,并设物体碰到梁后不回弹,试求物体的运动规律。
解:物体作用在梁端点产生的静变形 m1045.1343st -⨯==EImgl δ (1)stδk mg =(2)当量刚度:33lEI k = (3)任意位置弹性恢复力 )(st x k F k +=δ (4) 物体运动微分方程 k F mg x m -=..(5)将(1)、(2)、(3)代入(4),得0..=+kx x m..=+x mk x令26033n===mlEI mk ωrad/s (6) 则理学)s i n (n ϕω+=t A x(7)习题7-8图 45(a) τ(b) 习题7-9图IeF 0e a a = (a) 当t = 0时,st δ-=x ,13.32.===gh v x m/s012.0t a n stn -=-=vδωϕ,012.0-=ϕrad012.0sin st=-=ϕδA m =12mm)012.0260sin(12-=t x mm7-8 图示用两绳悬挂的质量m 处于静止。
试问:1. 两绳中的张力各等于多少?2. 若将绳A 剪断,则绳B 在该瞬时的张力又等于多少? 解:1、图(a ) 0=∑y F ,mg F B 2= 0=∑x F ,mg F A = 2、图(b ) 绳A 剪断瞬时,0n =an =∑F ,mgF B22=7-9 质量为1kg 的滑块A 可在矩形块上光滑的斜槽中滑动,如图所示。
若板以水平的等加速度a0=8m/s2运动,求滑块A 相对滑槽的加速度和对槽的压力。
若滑块相对于槽的初速度为零,试求其相对运动规律。
解:滑块A 为动点,矩形板为动系,牵连加速度0e a a =,相对加速度r a ,A 块受力如图(a ),其中80Ie ==ma F N 8.9=mg Nr r I ma F =由滑块相对“平衡”:0r =∑F ,83.119.43430sin 30cos e I Ir =+=︒+︒=mg F F N 0N =∑F ,49.4449.830sin 30cos Ie N =-=︒-︒=F mg F NA习题7-11图..θgm IeF τra习题7-11解图习题7-10图a(a)习题7-12图相对加速度:83.11Ir r==mF a m/s 2相对运动规律:22r r 91.521tt a x ==(m )7-10 图示质量为m 的质点置于光滑的小车上,且以刚度系数为k 的弹簧与小车相联。
若小车以水平等加速度a 作直线运动,开始时小车及质点均处于静止状态,试求质点的相对运动方程(不计摩擦)。
解:设质点m 对车的相对位移为x (设向右为正), 质点受力: i F kx k -= i F ma =Ie质点相对运动微分方程:makx x m +-=..ax mk x =+..mk =2n ωakm t A x ++=)c o s (αω(1)初始条件:0=t 时,0.=x ,0=x代入(1),得:0=α,a km A -=)cos1(t k m a km x -=7-11 图示单摆的悬挂点以等加速度a 沿铅垂线向上运动。
若摆长为l ,试求单摆作微振动的周期。
解:牵连惯性力ma F =Ie 相对运动微分方程: θθs i n )(..a g m ml +-= 1<<θ时,上式为 0)(..=++θθa g m ml 0..=++θθla gl a g +=n ω周期ag l T+==π2π2nω7-12 图示圆盘绕轴O 在水平面内转动,质量为1kg 的滑块A 可在圆盘上的光滑槽中运动。
盘和滑块在图示位置处于静止,这时圆盘开始以等角加速度α=40rad/s 2转动,已知b =0.1m 。