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一个质量分布均匀的铁链,这样摆放重心是怎样分布的

高大的跳跳糖
传统的手套
2023-01-27 22:52:45

一个质量分布均匀的铁链,这样摆放重心是怎样分布的

最佳答案
搞怪的柚子
爱撒娇的水杯
2026-04-24 01:17:24

首先算3L/4段,质量为3m/4,重心在中点,即在右上顶点左边3L/8,设A

同理L/4段,质量为m/4,重心在右上顶点下方L/8,设为B

A质量3m/4,B质量m/4,他们的重心在AB直线上离A点近的1/4处。

希望对你有帮助,有疑问请追问O(∩_∩)O哈哈~

最新回答
甜美的蜡烛
俭朴的大山
2026-04-24 01:17:24

3/8是肯定不对的

您的答案只考虑到3/4L的重心位置!

首先在滑轮上是静止的,滑轮是等臂杠杆,说明这铁链的重心肯定是再滑轮顶点往下的延长线上的某一点

1/4L的重心是1/8L(A)处,而3/4L的重心则再3/8L(B)处。这2个重心要做一个简单合成。合成重心就是A到B连线的3/4处

所以重心位置是1/8+(3/8-1/8)*(3/4)=5/16

距离滑轮5/16L处

儒雅的河马
激动的路灯
2026-04-24 01:17:24
均匀物体的重心在它的几何中心,如均匀圆盘、圆球、圆环、直棒、正方体、长方体等,铁链也属于这一种,在铁链的中心。

薄板状不均匀的物体的重心可以采用悬挂法寻找。

其他的物体重心如果用到一般会告诉我们的。

傻傻的电话
魁梧的铃铛
2026-04-24 01:17:24
你弄错了,一开始链条的重心不在定滑轮上,在定滑轮下面L/4处.因为左边的半段链条(长L/2)的重心在在定滑轮下面L/4处,右边的也是,所以,总的重心也在定滑轮下面L/4处.后来重心在定滑轮下面L/2处,所以降低了(L/2-L/4=L/4)所以答案是mg*(-L/4)=-1/4mgL

着急的小白菜
坚强的音响
2026-04-24 01:17:24
设水平面的重力势能Ep=0

初始状态:链条长0.4m,放在斜面上时,高为0.2m。算重力势能要看物体重心。质量均匀物体重心位于中心,即h=0.1m

E1=mgh+0

末状态:链条刚好全部脱离斜面,则链条重心位于零势能面下方0.2处(L的一半)

E2=0.5mv²-mg0.5L

根据机械能守恒,E1=E2

解得v=根号六

激昂的茉莉
甜甜的白昼
2026-04-24 01:17:24
链条均匀吧。。

以滑轮为0势面吧

初始应该是一边一半链条,所以重心,在-L/4的位置

而掉下来的时候,重心,应该是-L/2的位置上,

仔细看图,然后画出最后的图,可以轻松观察出

E=mgh吧,h是现在与初始的差值,所以h=-L/4

改变了多少,就没有正负了,E=1/4mgl

幸福的冰淇淋
风趣的毛豆
2026-04-24 01:17:24
以尖端所在平面为零势能面

右端是全长的L/2,重心距尖端是L/4,左端在竖直方向上距尖端为L·sinθ/4

-m/2*g*L·sinθ/4-m/2*g*L/4=-mgL/2+0.5mV^2

V=√3gL/4-gL·sinθ/4=√gL(3-sinθ)/4

能用机械能守恒定律解的尽量用机械能守恒定律解,楼上用牛顿定律非常烦.

腼腆的冰淇淋
懵懂的宝马
2026-04-24 01:17:24

设坐标系XOY,每段链条长L

两段链条个自重心分别为它们的中点E、F,

总重心为EF中点C,其坐标为:

Xc=(L/2)cos((90-θ)/2)sin((90-θ)/2)=(L/2)sin(90-θ)/2=L sin(90-θ)/4

yc=L/2+Xc*tan((90-θ)/2)=L/2+(L sin(90-θ)/4)tan((90-θ)/2)

背后的小海豚
漂亮的水池
2026-04-24 01:17:24
本题的零势面在桌子上,所以在静止时,一半链子在桌面上重力势能为0,另外一半垂吊,质量为1/2mg,这一半链子的重心离桌子距离不就是L/4么?,所以静止时链子具有的重力势能为-1/2mg*L/4(链子在桌面以下,所以是负)

爱笑的哑铃
糊涂的黄蜂
2026-04-24 01:17:24
因为过程复杂,所以用状态量去求。

机械能守恒:

取斜面的最高处为0势能面,重心在“每段”链条的中心。

初始状态,链条静止。v1=0即Ek1=0

重力势能是垂直部分和斜面上的部分的重力势能之和。

Ep1=1/2xmgx(-1/4xLxsina)+1/2xmgx(-1/4xL)=-1/8mgL(1+sina)

(负号是由于链条在0势能面下方,1/2是指链条的一半即质量的一半。1/4表示每段链条的中心位置一半的一半)

刚好过斜面时速度v2是要求的 Ek2=1/2xmxv2^2

重力势能Ep2=mgx(-L/2)=-mgL/2

所以Ep1+Ek1=Ep2+Ek2

0-1/8mgL(1+sina)=1/2mv2^2-mgL/2

最后化简得出v2=[gL(1-1/4-1/4sina)]^1/2=[gL(3/4-1/4sina)]^1/2

用动能定理也可以算,不过比较麻烦。所以建议用器械能守恒。