12-1解:当摩擦系数f足够大时,平台AB相对地面无滑动,此时摩擦力NfFF取整体为研究对象,受力如图,系统的动量:r2vpm将其在x轴上投影可得:btmvmpx2r2根据动量定理有:gmmffFFbmtpNx)(dd212即:当摩擦系数gmmbmf)(212时,平台AB的加速度为零。当摩擦系数gmmbmf)(212时,平台AB将向左滑动,此时系统的动量为:将上式在x轴投影有:vmmbtmvmvvmpx)()()(2121r2根据动量定理有:gmmffFFammbmtpNx)()(dd21212由此解得平台的加速度为:fgmmbma212(方向向左)2-2取弹簧未变形时滑块A的位置为x坐标原点,取整体为研究对象,受力如图所示,其中F为作用在滑块A上的弹簧拉力。系统的动量为:将上式在x轴投影:根据动量定理有:系统的运动微分方程为:lmkxxmm)(2112-4取提起部分为研究对象,受力如图(a)所示,提起部分的质量为m,提起部分的速度为v,根据点的复合运动可知质点并入的相对速度为rv,方向向下,大小为v(如图a所示)。(a)(b)根据变质量质点动力学方程有:将上式在y轴上投影有:由于0ddtv,所以由上式可求得:)()(2vvgttF。再取地面上的部分为研究对象,由于地面上的物体没有运动,并起与提起部分没有相互作用力,因此地面的支撑力就是未提起部分自身的重力,即:gvtlFN)(xxy22-5将船视为变质量质点,取其为研究对象,受力如图。根据变质量质点动力学方程有:船的质量为:qtmm0,水的阻力为vFf将其代入上式可得:将上式在x轴投影:)(ddv)(r0vqfvtqtm。应用分离变量法可求得由初始条件确定积分常数0ln)ln(mqfqvcr,并代入上式可得:2-8图a所示水平方板可绕铅垂轴z转动,板对转轴的转动惯量为J,质量为m的质点沿半径为R的圆周运动,其相对方板的速度大小为u(常量)。圆盘中心到转轴的距离为l。质点在方板上的位置由确定。初始时,0,方板的角速度为零,求方板的角速度与角的关系。图a图b解:取方板和质点为研究对象,作用在研究对象上的外力对转轴z的力矩为零,因此系统对z轴的动量矩守恒。下面分别计算方板和质点对转轴的动量矩。设方板对转轴的动量矩为1L,其角速度为,于是有设质点M对转轴的动量矩为2L,取方板为动系,质点M为动点,其牵连速度和相对速度分别为re,vv。相对速度沿相对轨迹的切线方向,牵连速度垂直于OM连线。质点M相对惯性参考系的绝对速度reavvv。它对转轴的动量矩为其中:系统对z轴的动量矩为21LLL。初始时,uvr,0,0,此时系统对z轴的动量矩为当系统运动到图8-12位置时,系统对z轴的动量矩为由于系统对转轴的动量矩守恒。所以有0LL,因此可得:由上式可计算出方板的角速度为2-11取链条和圆盘为研究对象,受力如图(链条重力未画),设圆盘的角速度为,则系统对O轴的动量矩为:2)2(rraJLlOO根据动量矩定理有:整理上式可得:由运动学关系可知:xr,因此有:xr。上式可表示成:令222)2(2rraJgrlOl,上述微分方程可表示成:02xx,该方程的通解为:PxoM3根据初始条件:0,,00xxxt可以确定积分常数2021xcc,于是方程的解为:系统的动量在x轴上的投影为:xrrrrplllx22dsin02系统的动量在y轴上的投影为:xxrxrxarxaplllly22)()(根据动量定理:由上式解得:trxFlOxch220,t)ch(24)2(202xgraPFlloy2-14取整体为研究对象,系统的动能为:其中:CAvv,分别是AB杆的速度和楔块C的速度。若rv是AB杆上的A点相对楔块C的速度,则根据复合运动速度合成定理可知:tanCAvv,因此系统的动能可表示为:22222)cot(2cot2121ACACAvmmvmmvT,系统在能够过程中,AB杆的重力作功。根据动能定理的微分形式有:WTd,系统的动力学方程可表示成:由上式解得:2cotddCAAmmmgtva,cotACaa2-17质量为0m的均质物块上有一半径为R的半圆槽,放在光滑的水平面上如图A所示。质量为)3(0mmm光滑小球可在槽内运动,初始时,系统静止,小球在A处。求小球运动到B处030时相对物块的速度、物块的速度、槽对小球的约束力和地面对物块的约束力。图A图B解:取小球和物块为研究对象,受力如图B所示,由于作用在系统上的主动力均为有势力,水平方向无外力,因此系统的机械能守恒,水平动量守恒。设小球为动点,物块为动系,设小球相对物块的速度为rv,物块的速度为ev,则系统的动能为设0为势能零点,则系统的势...