22dx?r??m1?C aCx?2???m2?cos?tdtm1?m2?2?
应用质心运动定理,解得
?m? Fx?F?r?2?1?m2?cos?t?2?
?m?Fmax?F?r?2?1?m2? ?2? 3、解:取均质圆柱体A为研究对象,根据平面运动微分方程有
maA?mg?FTJA??FTRaA?R?
又
12g2FT?mg,??,aA??R?g33R3 解得
由于加速度为常量,由运动学公式有
4:解:
vA?2aAh?23gh3 lW12?mg,T1?02 11T2?JO?2?ml2?226 T2?T1?W12
??
的角速度与角加速度分别为?,?
3gl
5、解:轮A与轮O共同作为一个质点系, 轮A轮心的速度与加速度分别为v、a,鼓轮
W12?M??mgssin?
111131T1?0,T2?(mR2)?2?mv2?(mR2)?2?mR2?2?mv2222242
??vs,??RR 5T2?mR2?24
由动能定理:
W12?T2?T1
5mR2?2M??mgssin??4 v?2(M?mgRsin?)s5mR(a)
式(a)是函数关系式,两端对t 求导,得
5vmva?M?mgvsin?2R
2(M?mgRsin?)a?5mR
6、 解 (1)两轮的受力与运动分析分别如图(a),
12mr?A?rFT12对A轮,有
ma?mg?FT?112mr?B?rFT?1对B轮,有 2
以轮与直绳相切点为基点,则轮心B的加速度
a?r?A?r?B
4g 5(2) 再分别对两轮作受力与运动分析如图(b)
1对A轮,有mr2?A??M?rFT2
2解得 a?maB?mg?FT?2对B轮,有 12mr2?B?rFT?2
依然有运动学关系?B?r?A?r?B,但(?A??B)
令?B?0,可解得圆柱体B的质心加速度向上的条件:M?2mgr
7.解
板与圆柱的受力与加速度分析如图示,(4分) 对板有:
m1a?F?F?F2 (3分)
对圆柱有:
m2aO?F2 1m2R2??F2R (3分) 2以板与圆柱的接触点为基点(或选板为动系,轮心为动点),设圆柱的角加速度为α,则圆心O的加速度为 ao?a?R? (3分)
考虑到 F1?fFN1?f(m?g (3分) 1m)2可解得 ??
F?f(m1?m2)g (4分) m2m1?3
9、解 分析整个系统的受力情况知,其主动力的元功为:
??W???Mg?0?mgdyeFc?mgvccos??dt
y ωAB θ P1为AB杆的瞬心,故
1vA?lv?PC2?vAvc?A1?P1Alsin?2sin??e??mgvctg??dt故得??WF A
P1 B 12C vC ωA θ θ 系统在任一瞬时的动能:
vA A x R
T?TAB?TA?111222JP1?AB?MvA?JA?A 222式中:
vA?R?A, ?A?vAR
vA?AP1??AB, ?AB?vAAP1?vA?lsin??
JP1?ml23, JA?MR22
因此T?12?2m?vA?2?9M? 12?sin??运用动能定理微分形式
(e)dT??WF?dtdt 并注意到vA为正时,θ角减小,故
???????AB1??2m1vA?2mcos??v?mgvActg? 即?aA?2?9M??2vA?A6??sin?2lsin?lsin4???得aA?23mgctg??2mvAcos?lsin4?
2m?9M2sin?将??45?,vA?0代入上得:
aA?3mg4m?9M