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[主观题]

一个质量为m的质点在OXY平面上运动,其位置矢量为r=acosωti+bsinωtj(SI),式中a、b和ω是正值常量,

且a>b。(1)求质点在点C(a,0)时和点D(0,b)时的动能;(2)求质点所受的合外力F以及当质点从点C运动到点D的过程中F的分力Fx和Fy分别做的功。

答案
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(1)由速度定义可求出质点在任意一点处的速度具体表示为 V=-aωsinωti+bωcosωtj (1) 将点C(a0)的坐标代入位置矢量表达式可知cosωt=1sinωt=0将此关系代入式(1)可得到质点在点C的速度为vc=bωj。 同理将D(0b)的坐标代入位置矢量表达式可知cosωt=0sinωt=1将此关系代入式(1)可得到质点在点D的速度为vD=-aωt。 由质点动能的定义可得到质点在点C和点D的动能分别为 可得F的分力Fx和Fy所做的功分别为 [*4.4]
(1)由速度定义,可求出质点在任意一点处的速度,具体表示为V=-aωsinωti+bωcosωtj(1)将点C(a,0)的坐标代入位置矢量表达式可知,cosωt=1,sinωt=0,将此关系代入式(1),可得到质点在点C的速度为vc=bωj。同理,将D(0,b)的坐标代入位置矢量表达式可知,cosωt=0,sinωt=1,将此关系代入式(1),可得到质点在点D的速度为vD=-aωt。由质点动能的定义,可得到质点在点C和点D的动能分别为(2)(2)由加速度的定义,可得质点的加速度为a=-aω2cosωti-bω2sinωtj(3)由牛顿运动定律可得质点所受的合外力F为F=ma=-maω2cosωti-mbω2sinωtj由于r=acosωti+bsinωtj,则有F=-mω2r由质点的动能定理,可得F的分力Fx和Fy所做的功分别为[*4.4]

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式中t以s计,x,y以m计,(1)以时间t为变量,写出质点位置矢量的表示式;(2)求出t=1s时刻和t=2s时刻的位置矢量,计算这1s内质点的位移;(3)计算t=0s时刻到t=4s时刻内的平均速度;(4)求出质点速度矢量的表示式,计算t=4s时质点的速度;(5)计算t=0s到t=4s内质点的平均加速度;(6)求出质点加速度矢量的表示式,计算t=4s时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度和瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式).

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第5题
质点M质量为m,在Oxy平面内运动。其运动方程为 x=acoskt y=bsinkt 其中a,b,k为常数。则质点对原点

质点M质量为m,在Oxy平面内运动。其运动方程为

x=acoskt y=bsinkt

其中a,b,k为常数。则质点对原点O的动量矩为______。

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第6题
一均质等截面杆AB重P,其A端置于光滑水平面上,B端用绳悬挂,如图所示。取坐标系Oxy,此时该杆质心C的x坐标xC=0,若将绳剪断,则( )。

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D.杆倒到地面后,xC<0。

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第7题
如题3-37图所示,质量分别为m1=10.0kg和m2=6.0kg的两小球A和B,用质量可略去不计的刚性
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第8题
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如图12-7所示,质量为m的偏心轮在水平面上作平面运动。轮子轴心为A,质心为C,AC=e;轮子半径为R,对轴心A的转动惯量为JA;C、A、B三点在同一铅直线上。

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第9题
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刚度系数为k,当θ=0°时,弹簧无变形。杆OA的A端装有可自由转动的均质圆盘,盘的质量为m2,半径为r,在盘面上作用有矩为M的常力偶,设广义坐标为φ和θ,如图所示。求该系统的运动微分方程。

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