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来自胡剑波的问题

  有这样一道大学物理题(非专业)题目是这样的:有一条单位质量为λ的匀质细绳,开始时盘绕在光滑的水平桌面上.现以一恒定的加速度a竖直向上提绳,当提起的高度为y时,作用在绳端的力为多少?

  有这样一道大学物理题(非专业)

  题目是这样的:有一条单位质量为λ的匀质细绳,开始时盘绕在光滑的水平桌面上.现以一恒定的加速度a竖直向上提绳,当提起的高度为y时,作用在绳端的力为多少?若以一恒定速度竖直向上提绳时,仍提到y高度,此时作用在绳端的力又为多少?

  其中的第一问,我是这么做的:ma=F-mg;F=m(a+g)=λy(a+g)

  而老师给的答案是:F-mg=d(mv)/dt=d(λyv)/dt=λd(yv)/dt

  d(yv)/dt=v*dy/dt+y*dv/dt=v2+ay=2ay+ay=3ay;

  即F=λy(3a+g)

  请问天才们哪个对啊?老师说我那算得是极限,不是y点处的微小变化附近。但是如果我的答案在y那一点也成立,当老师那个答案中的y趋近于y时,极限不就是我的答案吗,但两个答案明显差太远了,怎么回事啊?谢谢。

2回答
2020-05-12 21:37
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潘宪曾

  老师算式对.但答案好像不对,应为F=λy(2a+g).因为v`2=ya而不是2ya.

  你的ma=λya=λydv/dt

  老师的ma=d(mv)/dt=d(λyv)/dt=λd(yv)/dt=λvdy/dt+λydv/dt

  你的ma里面缺λvdy/dt项,它是冲量公式mv=Ft得来的,冲量是力的时间累积效应的量度,通过他可以计算出冲量力的大小,你的公式里只有λydv/dt这一项,这也是一个冲量力.你这个冲量力,只能使一个固定数值的质量保持恒定的加速度a,而对一个质量随时间增加的量要保持恒定的加速度a.则需附加一个冲量力.不然绳子不会从水平桌面继续上升.

  老师所谓的极限是绳子上升的速度(不是加速度)趋近于零时的情况,趋近于y并不是极限情况.

2020-05-12 21:41:10
陈春咏

  你算的是,提起到高度y以后,然后以a得加速度向上,绳端的力

2020-05-12 21:42:58

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