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定滑轮上一条均匀链条所受重力

沉默的西牛
健忘的裙子
2023-03-08 21:13:11

定滑轮上一条均匀链条所受重力

最佳答案
花痴的大碗
精明的绿茶
2025-07-02 00:04:34

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

最新回答
从容的花生
疯狂的硬币
2025-07-02 00:04:34

首先设总长为l,总重力为mg,掉下的部分为l/x。即一开始重心在l/2x处,重力大小为mg/x;后来重心在l/2处,重力大小为mg。由于是变力故不可套用公式w=fx,应此画出f/l图,然后算出所围的面积,图略,式子为1/2(mg/x+mg)(l/2-l/2x)

无辜的短靴
超级的衬衫
2025-07-02 00:04:34
设桌面为零势能面,开始时链条的重力势能为:E1=-14mg•18L当链条刚脱离桌面时的重力势能:E2=-mg•12L故重力势能的变化量:△E=E2-E1=-1532mgL答:从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了-1532mgL.

体贴的信封
爱笑的衬衫
2025-07-02 00:04:34
铁链刚脱离滑轮的瞬间,可以想象为将A段的铁链移至B段的下方。A段的重心下降L/2。如果总长为L的光滑匀质铁链的总质量为M,则A段的质量为M/2。所以重力做功等于MgL/4。总长为L的光滑匀质铁链获得的动能为二分之一MV平方。两者相等,解得铁链的速度为二分之一根号下gL。

落后的向日葵
无奈的早晨
2025-07-02 00:04:34
1)把链条看作用一个整体,则对链条受力分析可得:链条受重力(竖直向下)和细绳的拉力(与竖直方向的夹角均为(90-Q)度,即重力Mg与拉力T的夹角均为(90-Q)度,此时链条受力平衡,则由受力分析图可以得到Mg/2=Tcos(90-Q)度=TsinQ,所以T=Mg/(2sinQ)

2)从最低点分开,链条分为左右两部分,以任意部分做研究对象均可,现以右半部分为研究对象,则其受力为重力Mg/2,拉力T,和左边提供的张力T*,且T与重力Mg/2之间的夹角仍为(90-Q)度。故而由受力分析可得T*=Mg/(2cotQ)

(三力平衡,若不在同一直线,则必交与一,即三力共点定理,应用此定理可以将三个力移动至同一点进行受力分析)

美好的大白
孝顺的宝贝
2025-07-02 00:04:34
按zclyyh 的思路.设动摩擦因数μ(你给出的动摩擦因数符号和质量符号一样,引起混乱.)

1、严格讲要用积分来做,因为桌面上的链条质量时刻在变,受到的摩擦力也时刻在变.这里用平均摩擦力来做也可以.

f平均=μmg/2 Wf=f平均*(L-a)=μmg(L-a)/2

2、重力做功也一直在变化,同样用平均力 G平均=(mga/L+mg)/2

重力做功 WG=G平均*(L/2-a/2)

动能定理 mv^2/2-0=WG-Wf

求得v=(2g((L^2-a^2)/4L-μ(L-a)/2))^(1/2)

痴情的银耳汤
优美的服饰
2025-07-02 00:04:34
我们把在桌面上那一截看成是一个整体,由于是匀质链条,所以其重心在中间位置,即离顶端(L-a)/2处。

∴链条离开桌面时,该部分重力做的功=[(L-a)/L]×mg×(L-a)/2=(L-a)²mg/(2L)

同样原理求得下垂部分重力做的功=(a/L)×mg×(L-a)=(aL-a²)mg/L

∴题目所求重力做的功=(L-a)²mg/(2L)+(aL-a²)mg/L=(L²-a²)mg/(2L)

摩擦力做的功比较麻烦,可以用积分的方法求。另外,我们还可以用“切块”的方法:我们把桌面上那一截平均分成n段,当n趋向无穷时,每一段都可以看成是一个质点,其质量是[(L-a)/(L×n)]m,第i个质点重心到桌边的距离是[(i/n)-1/(2n)](L-a)。

*这个距离一定要理解好!!

∴摩擦力做的功=∑[(L-a)μmg/(L×n)]×[(i/n)-1/(2n)](L-a)i从1到n

=[(L-a)²μmg/(L×n)]×(n/2)=(L-a)²μmg/(2L)

链条离开桌面时的速率设为v,根据能量守恒得

mv²/2=(L²-a²)mg/(2L)-(L-a)²μmg/(2L)

v=√{[(L²-a²)g-(L-a)²μg]/L}

帅气的冰棍
俭朴的背包
2025-07-02 00:04:34
三分之一链条质量为 m/3,所受重力为 mg/3。

三分之一链条的重心,原来在桌面以下 L/3 x 1/2 = L/6 处,最终移到桌面处,即位移为L/6。

∴所需功为:mg/3 x L/6 = mgL/18

精明的小懒虫
明理的爆米花
2025-07-02 00:04:34
用动量计算

设已落在地上部分长l质量m,重力G1=mg.把其余部分分成无数小段,取正落到地上一段p为研究对象。p长L质量M=mL/l。p落到地上速度为v=根号2gl,经时间T由v变为0.

Mv=N1T

N1=Mv/T=(mL/l)v/T=mv^2/l=2mgl/l=2mg

N=N1+G1=3mg

陶醉的蜻蜓
现代的嚓茶
2025-07-02 00:04:34
对水平放在桌面的那部分的压力为下垂部分的重力Δmg=mg/l*L(露出长度),如果是在下落的过程,还要考虑下落的加速度a,拉力为F=Δm(g-a),对滑轮的压力则用平行四边形分解受力情况,Fs=根号2*F。