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1-23 刚性的圆环静止在地面上,t=0时刻开始以恒定的角加速度β沿直线作纯滚动.试求任意t>0时刻,环上最高点的加速度大小a上与最低点的加速度大小a下之比值.
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1-24 细杆ABC在一竖直平面上靠着一个台阶放着,A端可沿着水平地面朝台阶运动,细杆不离开台阶边沿.当ABC杆与水平地面夹角为图1-46所示的时,杆的B点恰好位于台阶边沿上,而且C端运动速度值恰为A端运动速度值的2倍,试求BC长与AB长的比值α.
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图 1-46(题1-24)
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1-25 4根长度同为l的细杆,用铰链首尾相接,组成一个棱形ABCD,放在某水平面上,如图1-47所示.设A端固定,C端沿着A,C连线方向运动,当∠A恰为90°时,C端速度为v,加速度为a,试求此时B端的加速度大小aB.
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图 1-47(题1-25)
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B 组
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1-26 在某竖直平面上有一固定的光滑直角三角形细管道ABC,小球从顶点A沿斜边轨道静止出发自由滑到端点C所需时间,恰好等于小球从A静止出发自由地经两条直角边轨道滑到C所需时间.此处假设竖直轨道AB与水平轨道BC的交接处B有极小的圆弧,可确保小球无碰撞地拐弯,且拐弯时间可略.将AB,BC,AC的长分别记作L1,L2,L3,试求三者比例关系.
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在此直角三角形范围内可构建一系列如图1-48所示的光滑折线轨道,每一轨道由若干竖直与水平部分交接而成,交接处有极小圆弧(作用同前),轨道均从A到C,且不越出该直角三角形边界,试求小球在各条轨道中,自静止出发从A滑行到C所经时间的上限Tmax与下限Tmin之比.
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图 1-48(题1-26)
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1-27 如图1-49所示,A和B是两个相同的刚性小球,开始时A和B在同一竖直线上,各自距水平地面的高度分别是hA和hB,且hA>hB.令两球同时从静止自由落下,而后若两球相碰则彼此交换速度,若其中一球与地面相碰,则以原速率反向弹回.要求A,B不会与地面一起发生三体碰撞,试讨论系统形成周期运动的条件.
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图 1-49(题1-27)
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1-28 长L的均匀弹性绳AB自由伸直地放在光滑水平桌面上,绳的A端固定.t=0时,一小虫开始从A端出发以相对绳的匀速度u在绳上朝B端爬去,同时绳的B端以匀速度v沿绳伸长方向运动,试求小虫爬到B端的时间T.
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1-29 某人用两手做3个球的抛球、接球、传球游戏.过程中左手接住空中落下的一个球,再传递给右手;右手接过小球,并将小球斜向上抛出.假设每只手中至多只留有一个小球,左手接球点高度与右手抛球点高度相同,每个小球离开右手后的升高量均达H,小球互相不碰撞,试求系统运动周期T.
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1-30 (1)加速度恒定的运动称为匀加速运动,试证质点的匀加速运动必定是直线运动或者是平面曲线运动,后一种称为匀加速平面曲线运动,简称匀加速曲线运动.
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(2)作匀加速曲线运动的质点,在时间t1=1s,t2=2s,t3=3s时刻,分别位于空间A,B,C点.已知,且AB⊥BC,试求质点运动加速度a.
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1-31 小物体以初速v0、倾角θ斜抛出去,在空气中运动因受阻力而获得与速度v反向的附加加速度-γv,其中γ是一个正的常量,试解析给出小物体的运动轨道曲线.
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1-32 设由y=y(x)表述的平面曲线,在讨论区域内处处连续,而且y′=dy/dx、y″=d2y/dx2也处处存在并连续,试用运动学方法求解曲率半径分布ρ(x).
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1-33 如图1-50所示,岸高h,人用绳经滑轮拉船靠岸.若绳与水面夹角为θ时,人左行速度为v0,加速度为a0(均未必是常量),试求此时船的左行速度v和加速度a.
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