【摘要】:计算结果列表如下:图1.2例题1.2图滑轮的半径r=0.2m,可绕水平轴O转动,轮缘上缠有不可伸长的细绳,绳的一端挂有物体A,已知滑轮绕轴O的转动规律φ=0.15t3,其中t以s计,φ以rad计,试求t=2s时轮缘上M点和物体A的速度和加速度。
【分析】由于两条钢索O1A和O2B的长度相等,并且相互平行,于是荡木AB在运动中始终平行于直线O1O2,故荡木作平动,且两根绳子分别作定轴转动。为求中点M的速度和加速度,只需求出A点(或B点)的速度和加速度即可。点A在圆弧上运动,圆弧的半径为l。如以最低点O为起点建立弧坐标系,规定弧坐标s向右为正。
【解】A点的运动方程为
将上式对时间求导,得A点的速度
再求一次导,得A点的切向加速度
图1.1 例题1.1图
A点的法向加速度
代入t=0和t=2,就可求得这两瞬时A点的速度和加速度,即点M在这两瞬时的速度和加速度。计算结果列表如下:(www.xing528.com)
图1.2 例题1.2图
【例题1.2】滑轮的半径r=0.2m,可绕水平轴O转动,轮缘上缠有不可伸长的细绳,绳的一端挂有物体A(如图1.2所示),已知滑轮绕轴O的转动规律φ=0.15t3,其中t以s计,φ以rad计,试求t=2s时轮缘上M点和物体A的速度和加速度。
【分析】此题先判定运动形式为定轴转动,且同一条绳子上的速度大小一样,则可以由转动的运动参数得到物块A的运动参数。
【解】首先根据滑轮的转动规律,求得它的角速度和角加速度为
代入t=2s,得:α=1.8rad/s2,ω=1.8rad/s,
轮缘上M点上在t=2s时的速度为vM=rω=0.36m/s加速度的两个分量
总加速度aM的大小和方向
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