有没有牛顿第二定律的题目,第一眼看著很简单,但做起来很难?
就是初看弱智,做起来回味无穷的那种,一定要可以用牛二解的
大一普通物理有个考试,其中一道题是这样的(结合网上相似试题[1]回忆):
一根质量分布均匀的铁链在光滑水平桌面上盘成一堆,一端受重力作用而开始竖直下落,在下落过程中铁链不断地被拉直,重力加速度大小为 ,当铁链下落部分的长度为 ( 小于铁链的总长度)时,求铁链下落部分的速度大小 。
我当时就傻乎乎地用高中的机械能守恒定律做……(大家可以思考这题与高中的类似题目有什么本质区别)
答案如下:
设铁链的质量线密度为 ,以竖直向下为正方向,铁链下落部分的质量为 ,所受拉力大小为 ,加速度为 ,再经过极小时间 ,铁链下落部分增加的长度为 ,增加的质量为 。
牛顿第二定律:
动量定理:
线密度定义:
速度定义:
解得:
加速度定义:
所以
解这个微分方程有多种方法。设 直接求解见[1](其实我没看懂怎么解 ),我们考试答案的方法是:
则
两边除以 ,得
由 , 得
两边乘以 ,得
由于 ,所以
两边积分,结合运动开始时 , ,得
于是
参考
- ^abhttps://wenku.baidu.com/view/2b7a4246be1e650e52ea997b.html
其实会了之后也不难