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vB R,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: vB vAcos (a) 因为
cos
x2 R2
(b) x
将上式代入(a)式得到A点速度的大小为: vA R
xx R
2
22
(c)
, x R Rx,将该式两边平方可得: 由于vA x(c)式可写成: x
2
2(x2 R2) 2R2x2 x
将上式两边对时间求导可得:
(x2 R2) 2xx 3 2 2R2xx 2xx
后,可求得: 将上式消去2x
x
2R4x
(x2 R2)2
(d)
由上式可知滑块A的加速度方向向左,其大小为 aA 取套筒A为研究对象,受力如图所示,
根据质点矢量形式的运动微分方程有:
2R4x
(x R)
2
22
ma F FN mg
将该式在x,y轴上投影可得直角坐标形式的 运动微分方程:
Fcos m x
Fsin FN mgm y
其中:
R
sin ,cos
x
2R4xx2 R2
2 0 , , yx
x(x R2)2