大师作文网物理题难题,可以用大学知识解答,满足要求就行,
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/19 22:58:27
物理题难题,可以用大学知识解答,满足要求就行,
这什么题?自主招生?高中出这种题简直就是脑子进水了.大物也不会出这种专业的力学类试题.也难怪现在的本科教育一塌糊涂了= =……
首先要判断出,这个圆环是在打滑,就是说质心C的平动速度不仅包含滚动,也包含滑动.为什么呢,因为环速度（这说法有问题,估计指的是质心C的速度）Vc=V0不等于wR.由题设可以知道,wR是等于3v0,方向向左,也就是说,实际“滑动速度”为4w0*R,方向向右.
OK,以上分析结束以后还需要补充一点力学知识：速度合成定理.刚体上任意一点的速度等于质心速度矢量与相对速度矢量的合成.由于位移=速度*t（其实是积分,不过这里用不到）,也可以这样合成.
全部搞定之后,来正式解题.
第一问,A的轨迹.由上述分析可知,A的位移由两部分合成：质心C的平动速度与转动效应.设初始时刻C点位置为原点,水平向右为x轴正方向,y轴竖直向上,建立笛卡尔坐标系.对A来说,由C平动引起的水平位移为S1=v0*t,而由转动引起的位移为
delta x=-R*cos(w0*t+pi/2)
delta y=-R*sin(w0*t+pi/2)
最终轨迹方程可以写成
x=v0*t-R*cos(w0*t+pi/2）
y=-R*sin(w0*t+pi/2),
也可以选择消掉参数t写成一个方程,它是个螺旋线.
第二问,我们已经知道,该还还在滑动,滑动速度为4w0*r,方向向右,并且由题设,滚动摩擦不做功,那么做功的就只有滑动摩擦,于是问题就变成了,与地面接触的点究竟“相对地面滑动了多少”?分析一下,有vA=vC+vCA=v0-wR=-2v0.这就是实际引起滑动摩擦做功的速度,在dt时间里,这个接触点做功W=fS=u*mg*vA*dt.因速度相同,所以不需积分,只要把dt换成t就OK.不过这题有个不小的BUG,整个运动环节是指什么?是环转一圈么?看题设似乎是这样.如果是这样,那么由以上分析,w0*R=3v0,而A点相对地面的滑动速度=-2v0,这就意味着在转一圈这个同等时间里,摩擦行程是2/3个周长,也就是4/3*pi*R.用这个值乘以f=umg即可得到结果了.
再问： 额
再问： 运动貌似是摩擦做功导致停止
再问： 其实这是高中竞赛题。。
再答： 好吧我们当年竞赛也没搞这么变态。这题……都可以当考研理论力学的大题了。其实也不是说难，但是很考基础，我自己看的时候也差点迷迷糊糊的。关键这题问题在哪儿呢，虽然不需要用到微积分，但高中生很多概念都没学过这么搞并没有多少意义，学歪了甚至比不学更可怕（我当初概率论没学好，考研复习那会儿比新学的同学还吃力，就是明证）。因而这种拔苗助长的行为我其实不那么看好。不过高中嘛，不好好拼命去赛场上玩一玩感觉对不起自己的年轻……啊啊貌似我真的老了XD 至于这题本身，摩擦力做的功=摩擦力乘以相对位移是啥时候都对的。其实开始的时候我也以为是减速运动。但是你不觉得这如果是减速运动太简单了么？又没有其它力做功，只有摩擦力。那么动能定理一用不久出来了，还靠什么，再说了，一旦牵涉到能量，必须用要么微积分要么动量矩定理，都与题设不合。
再问： 可以微积分啊。。
再问： 大神求深交。。
再问： 能给qq吗
再答： qq就免了吧……我本人也就是个三脚猫，外加读研之后该忘的全忘了（这题都差点弄死我），你要是有问题了通过百度HI问我好了，一样的。
再问： 哦
再问： 大神在吗，还有个问题啊，第一问你没加摩擦力啊运动方程应该是个减速的带加速度的方程啊
再答： 所以这题我的假设是“匀速运动”，因为一旦你考虑变速这个情况，必然要用角动量定理这些。这题很奇怪，嗯。假如是考虑有阻尼的减速运动，那么以上的运动学分析依然适用，只是需要附加加速度。如题设，依然不考虑滚动摩擦，则对环来说，umg这个摩擦力有两个效应：对质心C的匀减速和对环的减速的角加速度。 aCx=-ug（质心的水平加速度） α=-（umg*R/(m*R)=-ug（角加速度，前者为摩擦力对质心的矩，后者为转动惯量，所以不可避免用上去） 最终，修正后的运动方程变成了： x=v0*t-(1/2)u*g*t^2-R*cos(w0*t-(1/2u*g*t^2+pi/2) y=-R*sin(w0*t-(1/2u*g*t^2+pi/2)。 形式上跟匀减速是一样的。 问题在于，这就不得不用角动量定理了，否则角加速度你是算不出来的。这里不能用a=αR这种去算，因为环还有滑动。 如果乃将来想学力学，那么再补充一点，所有平面力系当你搞不清楚的时候，全部向质心简化，比如摩擦力f，将它移动到C，大小不变，但多出了一个力矩f*R，就是这样。
再问： 在吗
再问： 求帮助一道题
再问：
首先要判断出,这个圆环是在打滑,就是说质心C的平动速度不仅包含滚动,也包含滑动.为什么呢,因为环速度（这说法有问题,估计指的是质心C的速度）Vc=V0不等于wR.由题设可以知道,wR是等于3v0,方向向左,也就是说,实际“滑动速度”为4w0*R,方向向右.
OK,以上分析结束以后还需要补充一点力学知识：速度合成定理.刚体上任意一点的速度等于质心速度矢量与相对速度矢量的合成.由于位移=速度*t（其实是积分,不过这里用不到）,也可以这样合成.
全部搞定之后,来正式解题.
第一问,A的轨迹.由上述分析可知,A的位移由两部分合成：质心C的平动速度与转动效应.设初始时刻C点位置为原点,水平向右为x轴正方向,y轴竖直向上,建立笛卡尔坐标系.对A来说,由C平动引起的水平位移为S1=v0*t,而由转动引起的位移为
delta x=-R*cos(w0*t+pi/2)
delta y=-R*sin(w0*t+pi/2)
最终轨迹方程可以写成
x=v0*t-R*cos(w0*t+pi/2）
y=-R*sin(w0*t+pi/2),
也可以选择消掉参数t写成一个方程,它是个螺旋线.
第二问,我们已经知道,该还还在滑动,滑动速度为4w0*r,方向向右,并且由题设,滚动摩擦不做功,那么做功的就只有滑动摩擦,于是问题就变成了,与地面接触的点究竟“相对地面滑动了多少”?分析一下,有vA=vC+vCA=v0-wR=-2v0.这就是实际引起滑动摩擦做功的速度,在dt时间里,这个接触点做功W=fS=u*mg*vA*dt.因速度相同,所以不需积分,只要把dt换成t就OK.不过这题有个不小的BUG,整个运动环节是指什么?是环转一圈么?看题设似乎是这样.如果是这样,那么由以上分析,w0*R=3v0,而A点相对地面的滑动速度=-2v0,这就意味着在转一圈这个同等时间里,摩擦行程是2/3个周长,也就是4/3*pi*R.用这个值乘以f=umg即可得到结果了.
再问： 额
再问： 运动貌似是摩擦做功导致停止
再问： 其实这是高中竞赛题。。
再答： 好吧我们当年竞赛也没搞这么变态。这题……都可以当考研理论力学的大题了。其实也不是说难，但是很考基础，我自己看的时候也差点迷迷糊糊的。关键这题问题在哪儿呢，虽然不需要用到微积分，但高中生很多概念都没学过这么搞并没有多少意义，学歪了甚至比不学更可怕（我当初概率论没学好，考研复习那会儿比新学的同学还吃力，就是明证）。因而这种拔苗助长的行为我其实不那么看好。不过高中嘛，不好好拼命去赛场上玩一玩感觉对不起自己的年轻……啊啊貌似我真的老了XD 至于这题本身，摩擦力做的功=摩擦力乘以相对位移是啥时候都对的。其实开始的时候我也以为是减速运动。但是你不觉得这如果是减速运动太简单了么？又没有其它力做功，只有摩擦力。那么动能定理一用不久出来了，还靠什么，再说了，一旦牵涉到能量，必须用要么微积分要么动量矩定理，都与题设不合。
再问： 可以微积分啊。。
再问： 大神求深交。。
再问： 能给qq吗
再答： qq就免了吧……我本人也就是个三脚猫，外加读研之后该忘的全忘了（这题都差点弄死我），你要是有问题了通过百度HI问我好了，一样的。
再问： 哦
再问： 大神在吗，还有个问题啊，第一问你没加摩擦力啊运动方程应该是个减速的带加速度的方程啊
再答： 所以这题我的假设是“匀速运动”，因为一旦你考虑变速这个情况，必然要用角动量定理这些。这题很奇怪，嗯。假如是考虑有阻尼的减速运动，那么以上的运动学分析依然适用，只是需要附加加速度。如题设，依然不考虑滚动摩擦，则对环来说，umg这个摩擦力有两个效应：对质心C的匀减速和对环的减速的角加速度。 aCx=-ug（质心的水平加速度） α=-（umg*R/(m*R)=-ug（角加速度，前者为摩擦力对质心的矩，后者为转动惯量，所以不可避免用上去） 最终，修正后的运动方程变成了： x=v0*t-(1/2)u*g*t^2-R*cos(w0*t-(1/2u*g*t^2+pi/2) y=-R*sin(w0*t-(1/2u*g*t^2+pi/2)。 形式上跟匀减速是一样的。 问题在于，这就不得不用角动量定理了，否则角加速度你是算不出来的。这里不能用a=αR这种去算，因为环还有滑动。 如果乃将来想学力学，那么再补充一点，所有平面力系当你搞不清楚的时候，全部向质心简化，比如摩擦力f，将它移动到C，大小不变，但多出了一个力矩f*R，就是这样。
再问： 在吗
再问： 求帮助一道题
再问：