哈尔滨工业大学 第七版 理论力学11(3)

2021-01-20 21:24

l=

a b

4

11-5 平台车质量m1=500 kg,可沿水平轨道运动。平台车上站有1人,质量

m2=70 kg,车与人以共同速度v0向右方运动。如人相对平台车以速度vr=2 m/s向左方

跳出,不计平台车水平方向的阻力及摩擦,问平台车增加的速度为多少?

解 以车与人为质点系进行研究,因为质点系在水平

方向不受外力作用,见图11-5,故系统在水平方向动量守

图11-5 恒。以水平方向向右为x轴正向,人跳出时平台车速度为

v,则水平方向动量守恒式为:

(m1+m2)v0=m1v+m2(v vr) 代入数据解得

v=v0+0.246

Δv=v v0=0.246 m/s

11-6 如图11-6a所示,均质杆AB,长l,直立在光滑的水平面上。求它从铅直位置无初速地倒下时,端点A相对图11-6b所示坐标系的轨迹。

(a)

图11-6

(b)

解 取均质杆AB为研究对象,建立图11-6b所示坐标系Oxy,原点O与杆AB运动初始时的点B重合,因为杆只受铅垂方向的重力W和地面约束反力FN作用,且系统开始时静止,所以杆AB的质心沿轴x坐标恒为零,即

xC=0。 设任意时刻杆AB与水平x轴夹角为θ,则点A坐标

l

x=cosθ, y=lsinθ

2

从点A坐标中消去角度θ,得点A轨迹方程

4x2+y2=l2(椭圆)

11-7 如图11-7a所示椭圆规尺AB的质量为2m1,曲柄OC的质量为m1,而滑块A和B的质量均为m2。已知:OC=AC=CB=l;曲柄和尺的质心分别在其中点上;曲柄绕轴O转动的角速度ω为常数。当开始时,曲柄水平向右,求此时质点系的动量。

解 将质点系统分为2部分,第1部分为尺AB和滑块A、B,由于对称其质心在点C,第2部分为曲柄OC,其质心在OC的中点C1上,根据质点系的动量计算式,有

p=(2m1+2m2)vC+m1vC1 (1) 因为vC和vC1均垂直于曲柄OC,故动量p也垂直于OC。将

vC=2vC1=lω 代入式(1),得


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