打字猴:1.700978082e+09
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1700978083 例9 长L的匀质软绳绝大部分沿长度方向直放在光滑水面桌面上,仅有很少一部分悬挂在桌面外,如图3-22(a)所示.而后绳将从静止开始下滑,问绳能否滑到图3-22(b)所示状态?若不能,再问绳滑下的长度l为多大时,绳会甩离桌面棱边?
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1700978088 图 3-22
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1700978090 解 参考图3-23,开始时绳沿水平x方向动量px=0,滑下后Px>0,若最后能滑到图3-22(b)状态,又将减至px=0.其间px的变化,来源于x方向外力冲量,此冲量不可能由重力提供,只能由桌面棱边支持力N提供.px增加,要求N朝右上方,px减少,要求N朝左下方.考虑到真实情况中N不可能朝左下方,因此绳不能滑到图3-22(b)所示状态.
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1700978095 图 3-23
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1700978097 绳滑下长度l时,将绳各部位运动速率记为v,有能量关联式:
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1700978102 式中λ为绳的质量线密度.可解得
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1700978107 绳的水平方向动量便为
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1700978112 px从零增加到极大值时,N对应降到零.从上式很易确定l=L/2时,px达极大,绳将甩离桌面棱边.
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1700978114 例10 如图3-24所示,半径R的水平凹形圆槽绕着圆周上的A点匀速旋转,在直径AOB的B处放一小球,小球与槽的侧壁光滑接触,与图中AC1B半圆槽底部也光滑接触,与BC2A半圆槽底部有摩擦,摩擦因数处处相同.开始时小球相对圆槽有切向初速v0.小球经过BC2A半圆以近似为零的相对速度通过A点,继而又绕过四分之三圆周到达C2点时速度恰好降为零.
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1700978119 图 3-24
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1700978121 (1)试求圆槽绕A点旋转角速度ω和小球与BC2A半圆槽底部间的摩擦因数μ;
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1700978123 (2)判定小球到达C2点后能否停留在该处,若不能,小球将朝哪一个方向运动?
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1700978125 解 (1)圆槽参考系是匀速旋转非惯性系,惯性离心力对应离心势能,科里奥利力不作功.将小球初位置B与到达的位置A和后来又到达的位置C分别联系起来,可建立两个功能关系式:
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1700978130 式中m为小球质量.由此可解得
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