922136-理论力学之动力学-3平面动力学
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《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 ====θθθ 938cos 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 v a 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,v a a v a ⨯==θsin n所以:va ⨯=3vρ 证毕xyoanavy vθθxyoanaa θ1-10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:xsvx0-= (a ) (a)式可写成:s v xx 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) 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:g F F a m m N ++=将该式在y x ,轴上投影可得直角坐标形式的运动微分方程:N F F ym F mg xm +-=-=θθsin cos其中:2222sin ,cos l x l lx x +=+=θθ0,3220=-=yxl v x 将其代入直角坐标形式的运动微分方程可得:23220)(1)(x l xl v g m F ++=1-11AxωOθAv AxωO Bv B Ro vo vFN Fg myθ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 xω=- 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x2后,可求得: 22242)(R x xR x--=ω (d)由上式可知滑块A 的加速度方向向左,其大小为 22242)(R x xR a A -=ω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:g F F a m m N ++=将该式在y x ,轴上投影可得直角坐标形式的 运动微分方程:mg F F ym F xm N -+=-=θθsin cos其中:x R x xR22cos ,sin -==θθ, 0,)(22242=--=y R x xR xω将其代入直角坐标形式的运动微分方程可得2525)(,)(225222242R x x R m mg F R x x R m F N --=-=ωω1-13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。