物竞小黑板:修订间差异

添加751字节 、​ 2021年11月7日 (星期日)
无编辑摘要
无编辑摘要
无编辑摘要
第12行:
我们设桌面上的绳缩短量为<math>x</math>,则我们需要算出<math>x_\rm{max}</math>的值。
 
如果这题被老师一时兴起出到高考试卷上,那么解题过程应该是这样的
 
由能量守恒:<math>\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_1^2 - 2mgx</math>【1】
第18行:
由牛顿第二定律:<math>\frac{mv_1^2}{l - x} = 2mg</math>【2】
 
然而这样做是不对的。这里默认了<math>x_\rm{max}</math>时沿绳方向的加速度只有向心加速度。事实上,此时沿绳不止有向心加速度,桌面下方的<math>2m</math>会再次上升,原因在最后会解释
 
那我们怎样解决这个问题呢?我们可以使用角动量。
第38行:
所以<math>\vec{M} \cdot \Delta t = \Delta (\vec{r} \times m \vec{v})</math>
 
记作<math>\vec{H} = \Delta \vec{L}</math>
在此题中,使用角动量是好的。因为
 
其中,<math>\vec{H}</math>是角冲量,<math>\vec{L}</math>是角动量。
 
在此题中,使用角动量是好的。因为桌面上的小球受到绳的力是有心力,即:若选孔为支点,则运动过程中绳上拉力力臂始终为0,力矩为0,角动量守恒。
 
由此,得方程:<math>m v_0 l = m v_1 (l-x)</math>【3】
 
联立【1】【3】,得<math>x_\rm{max}=\frac{7-\sqrt{17}}{8}</math><math>l</math>
 
由这个结果不难发现,<math>x_\rm{max}</math>时,向心加速度为<math>\frac{-13+5\sqrt{17}}{2}g >2g</math>说明我们之前的想法是正确的。
 
这个问题就轻松而愉快地解决了!
 
[[用户:Microcandela|Microcandela]]([[用户讨论:Microcandela|讨论]])
{{study}}
 
审阅员、​管理员
68

个编辑