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中学生的漂亮解法
[楼主] 作者:无尘宗禅  发表时间:2004/10/22 18:43
点击:318次

题:一个长L,高H,质量为M的无磨擦斜面静止在光滑水平面上。一个质量为m的小球从斜面顶端从静止开始自由下滑。重力加速度为g。问小球多长时间滑到斜面底端?

解:设斜面倾斜角为α,小球的重力为P=mg,小球对斜面的压力为N。令t为小球从顶端到底端的下落时间。

由牛顿定律,小球在水平和垂直方向分别满足下列方程:

 Nsinα=mah      1

P-Ncosα=mav    Ncosα= P-mav2

 (1)(2)式中垂直加速度和水平加速度分别满足:av=2H/t2ah=2ML/((m+M)t2)

将(1)式除(2)式,得

Nsinα/Ncosα=H/L=(2mML/((m+M)t2))/( mg-2mH/t2)

整理后得:

t=sqrt{2(M L2+ (M+m)H2)/ gH(M+m)}

 

附:1)小球从顶端滑到底端时,经历的水平距离为LM/(m+M),垂直距离为H2)如果斜面对小球的作用力N是变力,那么这个力将单调变化,由此会导致球和面分离,所以该力N是恒力。

 

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 [2楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/10/22 18:48 

回复:这是最没有头脑的、照本宣科的解法。是图书仓库管理员的工作职责。
中学生的漂亮解法
 [3楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/10/22 18:51 

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 [4楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/22 19:10 

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 [5楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/22 19:33 

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[楼主]  [6楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/22 19:39 

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 [7楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/10/22 19:43 

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 [8楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/10/22 19:47 

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 [9楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/10/22 19:50 

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 [10楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/22 19:56 

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 [11楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/22 20:31 

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 [12楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/22 20:37 

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 [13楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/22 20:41 

这种解法是从假设小球运动是匀加速运动开始的,只能说是硬碰。
中学生的漂亮解法
[楼主]  [14楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/22 20:41 

我和LM的答案是一样的,除了对L的理解不同外。我相信我的比他的简洁,而且我对L的理解符合题意。
中学生的漂亮解法
 [15楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/22 20:45 

那你怎么解释我的推理?


※※※※※※
科学求真;宗教求善;艺术求美
 [16楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/22 20:50 

小球受力是恒定的,当然是匀加速运动,还用证明吗?


※※※※※※
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[楼主]  [17楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/22 21:15 

你的答案化简后与我的一样,除了对L的理解不同外。你的答案要化简,不简洁
中学生的漂亮解法
 [18楼]  作者:jqfour  发表时间: 2004/10/23 08:52 

是呀,t=sqrt(3H/2g)小于自由下落时间t=sqrt(2H/g)是不可能的.wbx.21说的对
中学生的漂亮解法
 [19楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/23 11:04 

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 [20楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/23 11:12 

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[楼主]  [21楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 11:35 

对L的理解对不对,可去看题的出处。按我说的去仔细想想恒力的证明,这很容易相通。如果你实在想不通,我再告诉你。
中学生的漂亮解法
[楼主]  [22楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 11:38 

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[楼主]  [23楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 12:26 

常识:当我们考虑一个劈尖块运动时,通常是给出此块的直角边,而不是斜边。

常识:当我们考察的问题涉及如劈尖块样的物体运动时,通常是给出此块的直角边,而不是斜边。  当我们只考察斜面上物体运动情况时,由于不涉及斜面的构成方式,斜面可能是个山坡,也可能是跳板搭成的台阶等,这时我们就给出斜面的长度与倾角。

 [24楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/23 13:34 

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 [25楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/23 13:52 

我不需要你告诉我,我会证明。但你描述性的语言不充分。

你说“如果斜面对小球的作用力N是变力,那么这个力将单调变化,由此会导致球和面分离,所以该力N是恒力。”

请问如果是变力,那么在有限的时间里或极短的时间里一定会导致球和面分离吗?

[楼主]  [26楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 14:21 

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[楼主]  [27楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 14:28 

思维的局限。
如果在足够长的时间后球和斜面分离了,是不是说明在有限的时间内该力是变力?你不会认为力N不是单调变化的吧,如果N是变的。
 [28楼]  作者:lovemoon1  发表时间: 2004/10/23 14:44 

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[楼主]  [29楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/23 14:51 

请仔细读“思维的局限”一贴。
中学生的漂亮解法
 [30楼]  作者:wbx.21  发表时间: 2004/10/23 20:08 

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