这篇质心论文范文属于论文题目免费优秀学术论文范文,质心类有关硕士论文开题报告,与由一道题想到的物理建模问题相关电大会计本科毕业论文题目。适合质心及角速度及最低点方面的的大学硕士和本科毕业论文以及质心相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
图1
原题 在2012年第30届伦敦奥运会体操男团中国队卫冕冠军,如图1所示张成龙在单杆比赛中正完成一个单臂回环动作,且恰好静止在最高点,设张成龙的重心离杆1.60米,体重大约56公斤,忽略摩擦力,认为张成龙做的是圆周运动,试求
(1)张成龙在最低点应以多大的速度才能达到如图效果;
(2)张成龙在最高、最低点时对杠的作用力.
分析 这道题第一问中答案建立了杆球模型.如图所示.质量集中在杆的中心,用重心的运动代替整个杆的运动.认为是质心P绕O点做圆周运动.最高点的临界速度v0等于O
最低点的速度为v,由动能定理知
mg2l等于12mv2 可知: v等于4gl
但本人认为这样建模不正确,把人抽象成质量分布均匀的杆
在最低点求解动能的方法如下:
设整个杆长为 如图2所示采用积分的方法先求解角速度
引申题 如图3所示,在一根长为2L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球,杆可以在竖直面上绕定点A转动,BC等于L,现将杆拉到水平位置从静止释放,求末端小球C摆到最低点时速度的大小(杆的质量和摩擦不计)
解析 此题是机械能守恒定律中必做的一个题.
很多同学用质心代替两球的运动的方法来求解小球的运动速度.
建立杆球模型解法如下:用质心P点的运动代替b、c的运动情况
2mg×32L等于122mv2
v等于3gL
从而 ω等于vr等于3gl/3L2等于4g3L
vC等于ω×2L等于163gL
而应用系统机械能守恒的求解过程如下
mgL+mg2L等于12mv2b+12mv2c;
由于B、C角速度相同,vb等于12vc
解得vc等于245gl
从而说明原题解题过程中的模型不正确.
质量均匀的细杆不能利用质心来代替整个杆的运动.杆球问题也不能用质心代替所有球的运动情况.而应该用微积分的思想或系统机械能守恒的方法进行求解,再利用角速度相同先求出角速度然后再找各点速度的关系.