工程力学第17章动量定理-习题

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17.1 图示均质滑轮A 质量为m ,重物M 1、M 2质量分别为m 1和m 2,斜面的倾角为θ,忽略摩擦。已知重物M 2的加速度a ,试求轴承O 处的约束力(表示成a 的函数)。

M 1

17.2 浮吊举起质量m 1=2000kg 的货物P ,初始起重臂与垂直线夹角为30°,求夹角转到60°时浮吊的位移。设浮吊质量m 2=20000kg ,起重臂长8m ,水阻力不计。

a

2Δx

y

x

17.3 已知均质圆轮绕轴O 转动,轮的重量为P ,半径为R ,其上作用一主动力偶M ,重物的质量为m ,计算重物上升的加速度a 。

七、(15分)解:

动量矩:

mRv R g P L O +=

ω2

2

外力矩:

mgR M M O -=

代入动量矩定理得: mgR

M a mR R g P

-=+)2(

解得:

g

mgR PR mgR

M a 222+-=

17.4 跨过定滑轮B 的绳索,两端分别系在滚子A 的中心和物块C 上。滚子A 和定滑轮B 都是半径为r 的均质圆盘,各重G ,物块C 重

1G 。滚子沿倾角是α的斜面向上作纯滚动(见图)

。绳的倾斜段与斜面平行,绳与轮

B 不打滑,不计绳重和轴承摩擦。试求:(1)滚子A 的质心加速度;(2)绳索AB 段的拉力;(3)轴承O 的反

力。

五、跨过定滑轮B 的绳索,两端分别系在滚子A 的中心和物块C 上。滚子A 和定滑轮B 都是半径为r 的均质圆盘,各重G ,物块C 重1G 。滚子沿倾角是α的斜面向上作纯滚动(见图)。绳的倾斜段与斜面平行,绳与轮B 不打滑,不计绳重和轴承摩擦。试求:(1)滚子A 的质心加速度;(2)绳索AB 段的拉力;(3)轴承O 的反力。(本题共20分)

解:(1)分别选滚子A 、滑轮B 和物块C 为研究对象(3分) (2)受力分析和运动分析如图所示(6分) (3)列动力学方程

滚子A :sin AB sA A G G

F F

G a r g g

αε--=

=⋅ 2

12sA G r F r g

ε⋅=⋅ (3分) 滑轮B :cos 0Ox BA F F α-=

sin 0Oy BA BC F F G F α---=

2

12BC BA G F r F r r g

ε⋅-⋅=

⋅ 物块C :111CB G G

G F a r g g

ε-==⋅ (6分) 联立求解,可得

11sin 2A G G a r g G G αε-=⋅=

+,1113(2)

2(2)AB G G G F G G G ++=+

111cos [3(2)sin ]2(2)

ox G F G G G G G α

α=

+++,

1111cos {46[5(2)sin ]sin }2(2)

Oy G F G G G G G G G α

αα=

+++++

NA

sA

AB C

Ox BA F