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【題目】如圖所示,在光滑地面上靜止地放置著兩根質量均為,長度均為的勻質細桿,其中一桿由相等的兩段構成,中間用光滑的鉸鏈連接起來,兩段在連接點可以彎折但不能分離.在兩桿的一端,各施以相同的垂直于桿的水平沖量.試求兩桿所獲動能之比.

【答案】

【解析】

本題的求解方向是通過質心的動量定理與剛體的角動量定理,求得桿的質心速度及繞質心的角速度,進而求出桿由于這兩個速度所具有的動能.

如圖乙所示,設桿1在沖量作用下,質心獲得的速度為,桿的角速度為,由質心的動量定理,得,由剛體的角動量原理,得

則桿1的動能為

.

圖丙所示為桿2左、右兩段的受力情況,當在桿2左端作用沖量時,在兩段連接處,有一對相互作用的沖量,它們大小相等,方向相反.由于兩段受力情況不同,各段的質心速度及角速度均不同,但在連接處,注意到不分離的條件,左段的右端與右段的左端具有相同的速度,現對兩段分別運用動量定理和角動量定理.

對桿2左段,有

,.

對桿2右段,有

,.

由連接處不分離條件得左右兩段的速度與角速度的關系是

.

由①②兩方程組及③式可得

,,

于是可計算桿2的動能為

.

易得1、2兩桿的動能之比.

受力分析、過程與狀態分析是我們解答試題時永遠不可避免的過程.

對于第一種情況,一般都能作出正確處理,但對于第二種情況,對于鉸接處的作用狀態并不能好好把握,很多同學錯誤地認為鉸接處的作用是沿桿方向的,或者沿桿的方向上存在一不為零的分量,從而出錯.

本題求解中,一旦破解桿2左、右兩段連接處的受力及速度關系,則全盤皆活.

練習冊系列答案
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【題目】2016年4月12日,農業部發布《關于促進大豆生產發展的指導意見》,要求充分認識促進大豆生產發展的重要性和緊迫性。讀“我國大豆主產區分布圖”,完成下列問題。

1與乙地相比甲地大豆生產的優勢條件有(  )

A. 熱量充足 B. 晝夜溫差小

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2提高我國大豆單產的措施有(  )

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【題目】下左圖為“泰國位置示意圖”,下右圖為“我國東北五常大米加工企業分布圖”。讀圖回答下列問題。

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【題目】分析下列資料,完成下面小題:

甲地有某種原料,利用該原料生產的產品其市場主要在乙地,該生產活動屬于勞動密集型,打算在①、②、③、④四個地點選擇一個廠址,經過考查,四地生產該種產品的單位產品成本(數據大小表示費用大。┓治鲆娤卤恚

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A.①地B.②地C.③地D.④地

2若在選定的地點建廠,在下列四種工業部門中,最適合在該地發展的是

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3從工業聯系的角度考慮,如果在選定地點中發現上題中4種廠家一起存在,是因為這些廠家之間

A.具有生產上的聯系B.具有商貿聯系

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