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2017年新疆师范大学凝聚态物理(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. 如图所示,平面图形上两点A ,B 的速度方向能是这样的吗?为什么?

【答案】由速度投影定理可知均不可能。

2. 定滑轮I 的半径为

质量为

滑轮上跨有绳子. 绳子的两端分别缠在轮质量分别为

和轮

上(见图

(a )),这两轮的半径分别为和加速度,以及轮

设绳子的垂下部分都是铅直

,的又绳子与各轮间都没有相对滑动. 绳子的质量忽略不计. 各轮均可看成匀质圆盘. 试求滑轮的角

的质心加速度

.

【答案】取整个系统为研究对象. 轮作定轴转动,轮和轮由度. 选三个轮子的转角图(b )).

作用在系统上的主动力均为有势力,用拉格朗日方程式求解. 有方程

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均作平面运动,系统具有三个自

以顺钟向为正(见

和为广义坐标(以逆钟向为正,而

系统的动能

由运动学知识分析可知,轮心A 和B 的速度分别为

所以代入式②得

若选通过0点的水平面为零势面,则系统的势能

故系统的拉氏函数

求各(偏)导数:

将以上各表达式代入式①,整理即得系统的运动微分方程

由以上三式,可以求得轮

轮和轮

的角加速度分别为

对③,④两式求导,即得轮心A 和B 的加速度分别为

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3. 用下法测定液体的阻力系数:在弹簧上悬一薄板A , 如图1所示. 测定它在空气中的自由振动周期

然后将薄板放在欲测阻力系数的液体中, 令其振动, 测定周期

液体与薄板间的阻力等于

其中2s 是薄板的表面积, v 为其速度, 而c 为阻力系数. 如薄板质量为m ,

根据实验测得的数据

求阻力系数c. 薄板与空气间的阻力略去不计

.

图1

【答案】

图2

如图2所示, 选取物块A 静平衡位置为坐标原点, 物块A 的运动微分方程为:

在空气中振动时, 有

在液体中振动时, 有

又由

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