作者mhch (还在想、一直想)
看板Physics
标题Re: [题目] 101年新北市高中教师甄试
时间Wed May 8 22:18:01 2013
※ 引述《Stevenchow (史提芬周)》之铭言:
: [领域] 高中物理
: [来源] 101年新北市高中教师甄试
: [题目]
: 如图一所示,一质量m的物体藉由一细绳连接至一弹簧(弹性系数k),途中经过一
: 滑轮(滑轮质量M,半径R,转动惯量为1/2*M*R^2)。细绳和滑轮间无滑动现象,假设系统从静止
: 出发,且出发时弹簧呈未伸长状态,试问
: (a) 若系统後来呈现一简谐运动,其频率为何?
: (b)试问简谐运动过程中,m的平衡位置
: 题目在 http://ppt.cc/0S1j
: [瓶颈]
: 我想利用重力位能=弹力位能+转动动能来求(a),(b)小题比较容易做,想请教大家的
: 是转动惯量中的R该怎麽消掉,因为答案中并没有出现R的符号。
: 谢谢大家!
假设物块向下位移x大小,运动时滑轮两边拉力应不同(因为有摩擦力,不然怎麽会转动)
此时连接弹簧处的绳子对滑轮拉力 T1=-kx (定向上、向右为正) .......(1)
设连接物块处的绳子张力T2,木块加速度a↑,滑轮角加速度α(逆时针)
滑轮所受力矩 (T1-T2)R=MR^2α/2 => T1-T2=Ma/2 ...................(2)
木块所受合力 T2-mg=ma .........................................(3)
由(1)、(2)、(3)消去T1、T2 整理得
(M/2 +m)a=-(mg+kx) a=x''=(mg/k +x)''
得振动角频率ω=[k/(M/2 +m)]^0.5
振动周期T=2π/ω #
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◆ From: 114.32.91.91
1F:推 Stevenchow:啊啊~原来~忽略了滑轮受不同大小的力~谢谢 05/08 22:42