度及速度的大小。
解:由于物体作直线运动,所以其加速度和速度均可当标量处理。由牛顿第二定律得
,将
因
,所以由
代入上式,得
的物体沿X轴无摩擦地运动,设)。求物体在力
时物体位于原点,速度
处的加速
的作用下运动到
,对上式两边取积分并代入初始条件,得
,解之得
将代入上式,得
2-7一辆汽车总质量成正比,比例系数解 由牛顿定律
kg,在速度为N·s求:
-1
m·s时开始刹车
-1
-1
),若阻力与时间
得
所以,2-8质量为时间? 解:
s时 ,初速度为
m·s
的物体,所受阻力为,求其运动至速度所需要的
2-9一滑块质量m=1kg,在力在解:
时m初,速度
m·s
-1
-1
N的作用下沿X轴作直线运动,在时质点
m·s,求质点任意时刻的速度和位置。
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解得
又
且
时
m
2-10在光滑水平面上固定了一个半径为
m
m·s
-1
的圆环,一个质量为的物体以初速度为
靠圆环内壁作圆周运动,物体与环壁的摩擦系数为解:以物体
作为研究对象。物体
和滑动摩擦力
除受到重力,如图所示。
,试求物体任一时刻的速率? ,水平面的支持力
外,还在水平面
受到环壁的正压力由于
在水平面内作减速圆周运动,存在切向加速度和法向加速度,所以可选择自
然坐标分量式表示牛顿方程。 根据题意,列出下列方程:
将式<2)和<3)代入式<1)得,将上式分离变量得
将上式变成积分形式,上式积分得
2-11一物体放置在水平面上,已知物体质量,与水平面之间的滑动摩擦系数
。要使物体
解:如图所示。物体
沿水平面匀速运动,试求这时拉力的最小值及拉力的方向。 受到的4个力:重力
、滑动摩擦力
、支持力
及拉力
,各
力方向如图所示。由于拉力的方向未知,因而假设拉力能吧拉力视作水平方向上的力,否则将不合题意。
选取直角坐标系
,坐标原点取在
的质心上,
与水平方向成角。在这里,不
轴水平向右,轴竖直向上。
根据题意,由牛顿方程得:
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