静力学经典例题解析
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例1 平板质量为1m,受水平力F作用而沿水平面运动,板与水平面间的动摩擦系数为f,平板上放一个质量为2m的均匀圆柱,它相对平板只滚动不滑动,求平板的加速度.解:取圆柱分析,建立如图坐标:于是的:取平板分析:例2 已知:均质圆盘R m,F=常量,且很大,使O向右运动,f,初静止。
求:O走过S路程时力的功。
211222112oNm a FF m gm r F rα==-=112212122,213NFF m gm rFa a r amF m aαα===-=-=1、摩擦力d F 的功d W F S ≠,S 是力在空间的位移,不是受力作用点的位移。
例3 长为l ,重为P 的均质杆OA 由球铰链O 固定,并以等角速度ω绕铅直直线转动,如图所示: 如果杆与直线的角度为α,求均质杆的动能解:取出微小段r例4 滑块A 以速度A v 在滑道内滑动,其上铰接一个质量为m ,长为l 的均质杆AB .杆以速度ω绕A 转动。
如图:试求解当杆AB 与铅垂线的夹角为ϕ时,杆的动能。
解:AB 杆作平面运动,其质心C 的速度:C A CA v v v =+例F 所作的功例 7 速度合成矢量图如图,由余弦定理:22222222cos(180)11()2cos 221cos 2C A C A A C A A A A A v v v v v v l v l v l l v ϕωωϕωωϕ=+--=++=++ 杆的动能:222222222211221111(cos )()2221211(cos )22C C A A A A T m v J m v l l v m l m v l l v ωωωϕωωωϕ=+=+++=++。
静力学习题及答案静力学习题及答案静力学是力学的一个重要分支,研究物体在静止状态下的平衡条件和力的作用。
在学习静力学的过程中,我们常常会遇到一些练习题,通过解答这些问题可以帮助我们更好地理解和掌握静力学的基本原理和方法。
本文将给出一些常见的静力学学习题及其答案,希望对大家的学习有所帮助。
1. 简支梁上的均匀物体问题:一根质量为m、长度为L的均匀杆,两端分别简支在两个支点上,杆的中点处有一个质量为M的物体悬挂在上面。
求支点对杆的反力。
解答:首先我们可以根据杆的对称性得出,两个支点对杆的反力大小相等,记为R。
然后我们可以根据力的平衡条件得出以下方程:在x方向上:0 = R + R在y方向上:0 = Mg + 2R解方程得到:R = Mg/2所以支点对杆的反力大小为Mg/2。
2. 斜面上的物体问题:一个质量为m的物体静止放置在一个倾斜角为θ的光滑斜面上,斜面的倾角方向与水平方向的夹角为α。
求物体受到的斜面支持力和重力的合力大小。
解答:首先我们可以将物体的重力分解为斜面方向和垂直斜面方向的分力。
重力沿斜面方向的分力为mg*sin(α),垂直斜面方向的分力为mg*cos(α)。
根据力的平衡条件,物体在斜面上的合力应该为零。
所以斜面支持力的大小等于物体在斜面方向上的重力分力大小,即斜面支持力的大小为mg*sin(α)。
3. 悬挂物体的倾斜角问题:一个质量为m的物体悬挂在两个长度分别为L1和L2的绳子上,绳子的另一端分别固定在两个点上,两个点之间的距离为L。
求物体的倾斜角θ。
解答:首先我们可以根据力的平衡条件得出以下方程:在x方向上:0 = T1*sin(θ) - T2*sin(θ)在y方向上:0 = T1*cos(θ) +T2*cos(θ) - mg其中T1和T2分别为两条绳子的张力。
解方程得到:T1 = T2 = mg/(2*cos(θ))根据三角函数的定义,我们可以得到:L1/L = sin(θ) 和L2/L = cos(θ)将上面的方程代入,解方程得到:θ = arctan(L1/L2)通过解答这些静力学学习题,我们可以更好地理解和应用静力学的基本原理和方法。
静力学和动力学练习题(含答案)静力学和动力学练题 (含答案)静力学练题1. 一个质量为10kg的物体置于水平面上。
一个力F = 50N施加在物体上,使其保持静止。
求摩擦力的大小。
解答:根据静力学的条件,物体保持静止时,合力为零。
我们可以设置以下方程:ΣF = F - F_f = 0其中,ΣF为合力,F为施加在物体上的力,F_f为摩擦力。
代入已知数据,得到:50N - F_f = 0解方程得到 F_f = 50N,因此摩擦力的大小为50N。
2. 一个质量为5kg的物体沿斜面下滑,斜面的倾角为30度。
在不考虑摩擦的情况下,求物体的加速度。
解答:根据静力学的条件,物体在斜面上保持平衡时,合力沿着斜面的方向为零。
我们可以设置以下方程:ΣF = m * g * sinθ - m * g * cosθ = 0其中,ΣF为合力,m为物体的质量,g为重力加速度,θ为斜面的倾角。
代入已知数据,得到:5kg * 9.8m/s^2 * sin30° - 5kg * 9.8m/s^2 * cos30° = 0解方程得到加速度 a = 4.9m/s^2,因此物体的加速度为4.9m/s^2。
动力学练题1. 一个质量为2kg的物体以速度4m/s沿着水平方向运动。
一个恒力F = 6N施加在物体上,与运动方向垂直。
求物体在3秒后的速度。
解答:根据动力学的条件,物体在受到恒力作用时,速度的变化可以通过牛顿第二定律来计算。
我们可以使用以下公式:F = m * a其中,F为力的大小,m为物体的质量,a为物体的加速度。
根据题目已提供的数据,可以计算出物体的加速度:6N = 2kg * a解方程得到 a = 3m/s^2。
然后,我们可以使用以下公式来计算物体的速度变化:v = u + a * t其中,v为物体的最终速度,u为物体的初始速度,a为物体的加速度,t为时间间隔。
代入已知数据,计算得到:v = 4m/s + 3m/s^2 * 3s = 4m/s + 9m/s = 13m/s因此,物体在3秒后的速度为13m/s。