2017年新疆师范大学理论物理(同等学力加试)之理论力学教程考研复试核心题库
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一、计算题
1. 图示质量弹簧系统,物体A , B 和C 的质量分别为2m , m 与m , A 和B 之间用不可伸长的绳子通过光滑的滑轮相连结,B 和C 之间用弹簧相连接. 弹簧原长为a ,弹性系数物块的运动都是简谐运动,并求出振动周期,绳中张力和弹簧中的张力
.
先用一手托
住A , 另一手托住C , 且使弹簧维持原长,现两手同时放开,如不计绳和弹簧的质量,求证以后三
图
【答案】设松开手后某一时刻B 下降了
C 下降了
A 上升了
A 和B 的加速度大小为:
C 的加速度为:
式①②联立可得:
积分并利用初条件:
可得
将其代入方程①②可得:
这是简谐振动的方程,三物体均做简谐振动. 其周期为:
设绳子拉力为如图(b )所示,对物块A 使用牛顿定律有:
由⑥式有:
设
为
其中固有频率
由式④、⑤的初条件可得:
显然,振动时
不防取
的最小可能正值,由式⑩可得:
代入式⑩中可得:
又由式⑥可得:
推出
从而有:
把
代入式⑨可得:
设弹簧拉力为
对物体C 使用牛顿定律:
利用式③,⑧有:
2 图1所示曲柄连杆机构安装在平台上, 平台放在光滑的水平基础上. 均质曲柄OA 的质量为mi , .
以等角速度绕O轴转动. 均质连杆AB 的质量为;滑块的质量不计曲柄和连杆的长度相等, 即即
平台的质量为
质心与O 在同一铅垂线上,
如当t=0时, 曲柄和连杆在同一水平线上,
并且平台速度为零. 求:(1)平台的水平运动规律;(2)基础对平台的约束力
.
图1
【答案】如图2所示, 设O点为坐标原点, t 时刻平台的坐标为
x.
图2
(1)由水平方向质心守恒可得
解得
(2)因为
所以
由质心运动定理可得解得
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