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标题:一个简单的考题考倒一大片! ---- 续III [打印本页]
作者:动静之机 时间:2012-7-15 14:26
标题:一个简单的考题考倒一大片! ---- 续III
本帖最后由 动静之机 于 2012-7-15 15:02 编辑

呵呵 续II 已经有了，于是此贴为续III啦。

以下皆为实际问题，须考虑摩擦。请画图给出证明。

问题一：
自行车保持直立（假设有支脚轮或者轻轻扶着），如果
将下方的脚踏用绳子基本水平地向左拉，车向左or向右？
(, 下载次数: 185)

问题二：
(, 下载次数: 155)
(, 下载次数: 160)
轴颈A、轴颈B小于轮外径。小车上放置另一轮C，上压直尺一条。
向右拉动直尺，小车向左or向右？





作者:翔梦随风 时间:2012-7-15 15:23
第一题可以等效成这样吧 (, 下载次数: 152)
作者:zscflying 时间:2012-7-15 15:26
自行车向左，小车向左
作者:1350325170 时间:2012-7-15 15:39
小车向左
作者:复苏之风 时间:2012-7-15 15:39
1和2都是向右移动，俺试过了
作者:考古的孩子 时间:2012-7-15 15:42
都向左，一问在大圆加一水平向右的f以平衡，第二问有f12(左上)，f13(左下)，f42f43（水平向左），N12!=N13（过对应轮轴心），
作者:螺旋线 时间:2012-7-15 16:06
一向右,二向左
其实是滑动摩擦和滚动摩擦系数的问题
作者:guoshanji 时间:2012-7-15 16:47
第一题俺觉得应该向右，明显轮子的线速度远大于登子，第二题硬挨也是向右
作者:zhouyuchx 时间:2012-7-15 18:50
第一题肯定向左，刚刚试过了呵呵。 我感觉如果脚蹬处轮盘直径比后轮飞轮直径还小，那就该往右走了，不知道感觉的对不？
第二题应该向右，
两题下来感觉往哪边拉，就会向哪边去了。
作者:mightkyo 时间:2012-7-15 19:28
感觉都向右吧{:soso_e120:}看答案
作者:642093071 时间:2012-7-15 20:14
自行车受的水平力等效成中轴受一个水平向后的力和一个顺时针扭矩。只看中轴受的水平力，有使后轮逆时针转动的趋势；只看中轴受的转矩，在摩擦力足够的情况下有使后轮顺时针转动的趋势。关键看摩擦力的大小。如果摩擦力（f*G)很小，会向左。一般情况会向右。
作者:nwpu981439 时间:2012-7-15 20:24
都向右
作者:tanghb712226 时间:2012-7-15 20:29

都向左
作者:人生豪迈-jx 时间:2012-7-15 21:37
不会分析了，
往哪个方向拉就往哪个方向走吧
作者:张聋子 时间:2012-7-15 21:39
本帖最后由 张聋子 于 2012-7-16 01:00 编辑

第一个应向右，考虑到自行车后轮轴上有单向离合器，向右拉动绳子，会使后轮空转，第二个也向右，呈三级转动，如二级应向左。编辑一下了，我连图上左右都分不清？？
作者:poppygrow 时间:2012-7-15 22:07
左右
作者:小月灵 时间:2012-7-15 22:30

第一题自行车是向左运动，第二题是向右运动~~~
作者:冰箱洗衣机 时间:2012-7-15 22:46
本帖最后由 冰箱洗衣机 于 2012-7-15 23:09 编辑

1【向左】，2【向右】。是么？大家的答案不同一啊！
因为物体受到的总力是拉力！与内部机械结构或是内部受力无关。
改：忘考虑摩擦了！
1.当两个轮子与地面的摩擦力小于拉力时，向左
轮子摩擦力大于拉力时，属于静摩擦。车子不动。
2.向右
期待答案啊
作者:tigerguo1975 时间:2012-7-16 01:30
右。左。{:soso_e100:}
作者:tanghb712226 时间:2012-7-16 09:14
静等正解
作者:胡地迷沙 时间:2012-7-16 09:35
都向右移动，第一个单方向用力无法转动。
作者:szb410886654 时间:2012-7-16 09:49
1.右 后轮与踏板链轮运动方向一致 都是顺时针（链轮传动）
2.左 小轮与大轮的运动方向相反（齿轮传动）
作者:dragon5230 时间:2012-7-16 10:23
应该是右
作者:frazil 时间:2012-7-16 10:29
自行车向左。主要是受力分析，右边的脚蹬受向后的水平力，形成向右转的转矩，再看前轮的支点，还是力矩，前轮向左转
作者:lile19891223 时间:2012-7-16 10:33
我觉得第一向右第二向左。
作者:frazil 时间:2012-7-16 10:34
第二个，从运动及受力两方面考虑，下面小车与直尺主运动方向相反，且向纸外偏
作者:liuyijian 时间:2012-7-16 12:52
怎么会，向右岂不是把向左拉的绳子绷断了。
作者:lmy520110 时间:2012-7-16 12:56
两种情况，不是向左就是向右
作者:红头船 时间:2012-7-16 13:00
第一题先向右后向左。
拉力不撤销，当脚蹬被拉成水平的时候开始向左走。
作者:没文化 时间:2012-7-16 13:39
第一肯定是向右，刚刚试过哈
作者:っ似水流年 时间:2012-7-16 14:32
一右 二左
作者:D.M.L 时间:2012-7-16 14:52
本帖最后由 D.M.L 于 2012-7-16 14:54 编辑

两题都是不动
比起什么线速度啊，我觉得受力分析更靠谱：主动的外力(这个表述正确不？)只有一个F1（这个力没有速度），其反向的力F2的力也是通过F1得到的，那么就有F1≥F2≥0.9F1，则有F1-F2≤0.1F1，由于最大摩擦Fn≈F2（只要F1不太夸张），那么必有合力为零
不过第二题的摩擦看着很小啊，不敢很肯定会不会向右
计算速度的人是把这个F1看成一个持续的力来分析了，也就是把它当成了一个转矩，但其实F1只有一个水平方向，而不是旋转的
欢迎指正和指责
作者:tansiying 时间:2012-7-16 17:37
第一个我觉得跟向右拉的那力个力有关系
作者:萧萧洒洒的走 时间:2012-7-16 19:19
看都没看懂郁闷
作者:zscflying 时间:2012-7-16 20:31
zscflying 发表于 2012-7-15 15:26
自行车向左，小车向左

不能靠感觉啊，要拿出理论或实际依据。
作者:仙剑神曲 时间:2012-7-16 22:43
这些题目怎么和初中的物理竞赛题目差不多？
作者:zsh88888888 时间:2012-7-16 22:46
第一个问题：自行车向右走，也就是朝自行车前方运动（因为大地对自行车轮的摩擦力向右）---骑车就这么骑得啊，O(∩_∩)O哈哈~
第二个问题：向左运动，分析下AB轮的旋转方向即可。
作者:桌前一盆花 时间:2012-7-17 01:52
zscflying 发表于 2012-7-15 15:26
自行车向左，小车向左

你见过这样款式的自行车。有向左运动的吗？无论你怎么用力。自行车要么静止要么向右。这是自行车，是交通工具；不是玩具车。
作者:yaoweiwang 时间:2012-7-17 09:54
应该都向右吧，等答案学习
作者:人生豪迈-jx 时间:2012-7-17 11:05
第一题很容易就实验出来了，向左。道理不太明白
作者:人生豪迈-jx 时间:2012-7-17 11:06
{:soso_e100:}期待楼主的分析，结果并不重要了
作者:qqzhubo1002 时间:2012-7-17 11:18
自行车向右，小轮向左......
作者:zscflying 时间:2012-7-17 13:24
桌前一盆花 发表于 2012-7-17 01:52
你见过这样款式的自行车。有向左运动的吗？无论你怎么用力。自行车要么静止要么向右。这是自行车，是交通 ...

(, 下载次数: 88)
作者:peterlele 时间:2012-7-17 15:33
1向右，2向左；
作者:暴走侠 时间:2012-7-17 23:27
我也觉得是向右，答案在几楼啊？
作者:hhl201212 时间:2012-7-18 00:34
向右
作者:at84511 时间:2012-7-18 10:51
期待答案。
作者:sxqjin 时间:2012-7-18 11:16
感觉两个都向左！！！
作者:mao11lang 时间:2012-7-18 19:53
好难啊，不会
作者:百笑书生 时间:2012-7-18 20:37
第一题应该向左感觉》
作者:642093071 时间:2012-7-19 21:13
zscflying 发表于 2012-7-17 13:24

在摩擦力足够大，不产生打滑的情况下，图示的受力分析是以轮子和地面的接触点为转动中心，看轮子的中心是会顺时针转动还是逆时针转动。这样等效成轮子的中心受到向左的F和向右的f.这样看是向左。
作者:380121937 时间:2012-7-19 21:25
第一个向左，第二个向右。。。。
作者:380121937 时间:2012-7-19 21:27
给个答案吧！让大家学习学习呗。
作者:长夜漫漫失眠了 时间:2012-7-19 21:57
本帖最后由 长夜漫漫失眠了 于 2012-7-19 23:11 编辑

问题一
(, 下载次数: 77)
楼主没说用多大的力拉
F>f向左
f>F静止

问题二
不动则已，动则向右。
作者:爱永不放弃 时间:2012-7-20 10:58
都向右
作者:wpc 时间:2012-7-20 11:13
如果不考虑摩擦，第一个图脚蹬在转到水平状态前车不动，脚蹬水平后车向左移动。第二个图小车不动
如果考虑摩擦，第一个图车向左移动。第二个图小车动不动要看3个部件间的摩擦系数。
作者:Adobλ 时间:2012-7-20 11:33
本帖最后由 Adobλ 于 2012-7-20 11:40 编辑

二：向左

一的话，感觉确实头大，单纯只是给个力，就是向右吧
作者:一战到底 时间:2012-7-20 12:42
第一个向右。
作者:饿狼小军 时间:2012-7-20 13:07
先说第一个嘛，我觉得应该分两种情况。一个是不动，一个是后退。按如图的然如尺寸来看不难算出F=5Ff。当静摩擦力大于（1/5）F时都貌似后退，但是你可以想一下如果后退必然脚踏也往前动，但是产生的力怎么都不会大于施加的力。所以我觉得是不动。当然如果静摩擦力小于了（1/5）F肯定是后退。
作者:supperslz 时间:2012-7-20 13:14
本帖最后由 supperslz 于 2012-7-20 13:19 编辑

标准答案：第一种情况：自行车会向前行驶，即向右；
第二种情况：车子向右，所有轮子均是平动不转动；

想不懂的，回去补补初中和高中物理

作者:hrs 时间:2012-7-20 13:38
要看摩擦系数和自重
作者:我不是小宝 时间:2012-7-20 14:43
自行车应该是向左运动吧
作者:动静之机 时间:2012-7-20 14:43
本帖最后由 动静之机 于 2012-7-20 14:57 编辑

感谢大家的回帖。 5天了，大多数想法都出现过了。
在此奉上俺的理解（不一定100%正确），共同进步。

首先明确一点，俺在一楼说考虑摩擦就想告诉您“不许打滑”。
这是本次分析问题的基础，因此下面不讨论假如受到了一股如同
被击中一般的强大瞬间冲击力，然后轮子与地面之间的作用超过
静摩擦而打滑，还一边滑一边转。。。。。。。的场景。

呵呵扯远了，回正题。
--------------------------------------------------------------------------------
问题一的分析过程

下图的小车前后轮轴直径不同，二者之间由带（链）连接。让我们
先来考察一下它的运动状态。首先选择小车本身作为参考系。

为便于理解，在轮子与地面接触的地方各垫一块物体，物体与车轮
纯滚而与地面滑动。由于传动比的差异，轮A下物体的线速度Va大于
轮下物体线速度Vb。
(, 下载次数: 89)

转换参考系。将A下的物体与地面突然固定（融合），则小车将以Va向左运动。
轮B下的物体不得不以Va-Vb的速度向左追着移动，以保持与轮B的纯滚接触
（不然就得打滑）。
(, 下载次数: 90)
呵呵，介不就是问题一的情况么。处于下端的脚踏（随便左右哪一个）向左拉，车子向左移。

如果您的自行车有超低速档（山地），情况会是这样：
(, 下载次数: 82)
即处于下端的脚踏（随便左右哪一个）向左拉，车子向右移。
所以，有人说好像往哪边拉往哪边走就不全面了。
有木有人问如果传动比1:1肿么办？ 呵呵，自己去想。

--------------------------------------------------------------------------------
问题二
选择小车本身作为参考系。
为便于理解，在小车各轮上下各垫一块物体，物体与车轮纯滚而与地面滑动。
Va=Vb>Vc （为什么？呵呵，还用算么。）
(, 下载次数: 84)
转换参考系。将AB下的物体与地面突然固定（融合），则小车将以Va向右运动。
轮C上的的物体不得不以Va-Vc的速度向右追逐，以保持与轮B的纯滚接触。
(, 下载次数: 85)
这就是说，尺子向右拉，小车右移。请注意，小车比尺子移动得快！！

把尺子的拖拽作用理解为风力作用，就得到了顺风能比风跑得快的原因。呵呵

逆风飞扬 ---- 比风速还快的风动车 ----- 颠覆你的直觉
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=269666


祝周末愉快！


作者:eric9271 时间:2012-7-20 14:49
求图，求答案！
作者:人生豪迈-jx 时间:2012-7-20 14:51
终于有答案了，回去再仔细看，感谢楼主
作者:风随意 时间:2012-7-20 15:09
确实有答案了！哈哈好东西！
作者:人生豪迈-jx 时间:2012-7-20 16:14
第一题还是不明白。车的前轮不在大链轮上啊
作者:xiaoshxin 时间:2012-7-20 16:44
lmy520110 发表于 2012-7-16 12:56
两种情况，不是向左就是向右

领导就喜欢你这样的答案
作者:caicai2011 时间:2012-7-20 16:55
回复完再去找答案 一向右 二向左（如果尺子能带动圆盘的话，否则不动）{:soso_e144:}
作者:木兰少侠 时间:2012-7-20 21:00
一向右，二向左，不知道正确不。
作者:bonetr 时间:2012-7-20 21:46
向左向右
作者:oliver97 时间:2012-7-20 22:54
一向先右 后向左
二向右
作者:jxmagic 时间:2012-7-21 09:23
看了原题，上面说要考虑摩擦力，那样拉力大到一定成度的话，拉力向哪边就向哪边走，
作者:jxmagic 时间:2012-7-21 09:25
不考虑摩擦的话，个人认为都向右，
作者:CAIDINGCHUN 时间:2012-7-21 10:16
搞不清楚
作者:love_Can 时间:2012-7-21 11:04
第一个向左，可以等效成整体合力分析！第二个也是向左！
作者:waiwai0809 时间:2012-7-21 11:41
一题应该看摩擦力与拉力及力矩的关系
作者:waiwai0809 时间:2012-7-21 11:43
像这种问题，应该有具体的数值给出，要不光靠经验是不合理的
作者:饿狼小军 时间:2012-7-21 12:06
经典啊
作者:像风一样飞翔 时间:2012-7-21 12:25
都向右吧
作者:92黄金一代 时间:2012-7-21 12:28
都像左
作者:车刀 时间:2012-7-21 12:50
第一题的答案分析是不对的。
如图，这个问题也可以等效成有一个力向右拉上方的脚蹬子，或者也可以想象成你在自行车上，用脚向后蹬下方的脚蹬子，这种情况下，自行车会往哪儿动呢？
如果你的链轮固定到自行车的前轮上，而非图上的情况，那么答案的分析就成立了。
作者:天上人间 时间:2012-7-21 14:50
动静之机 发表于 2012-7-20 14:43
感谢大家的回帖。 5天了，大多数想法都出现过了。
在此奉上俺的理解（不一定100%正确），共同进步。


愚见：
第一题这样等效明显是不对的。若象楼主这样等效，轮A与轮B由于直径不一会造成转速不一，而两轮的外径是一样的，这样就造成两轮在水平方向上的线速度一快一慢，较大的那个轮子是会在地上打滑，这与事实不符（自行车是不会打滑的）{:soso_e100:}。我们应该换位思考：轮A，轮B外径是一样大小的，且间距是固定不变的，所以它在水平线速度上是一样的，轮A、B都比它们的外径小，所以当脚踏板受到一向左的水平力，脚轮就受到一个顺时针方向的转矩，由于车胎直径比脚轮大，在线速度上也就比脚轮快，所以 自行车是向右运动的 ！
同理：第二题是 向左运动的！

作者:bonetr 时间:2012-7-22 12:50
运动方向肯定和外力的作用方向一致
作者:changjun410 时间:2012-7-22 14:33
楼主公布答案吧
作者:江湖一剑 时间:2012-7-22 20:04
自行车向左
作者:江湖一剑 时间:2012-7-22 20:06
第二个问题也是向左
作者:七夜盛军 时间:2012-7-22 21:24
第一题，要考虑车的重心，如果踏脚低于重心，则向左。如果高于重心，则向右
第二题，要考虑尺于大轮及大轮于小车轮子的摩擦力，如果摩擦系数小，摩擦力小于车的阻力，那车是不会动的，如果尺子与大轮及大轮于小轮的传动如同齿轮传动（或其摩擦力能达到此等效果），那么车是向右行的
作者:414137625 时间:2012-7-23 07:51
学习了！~
作者:yangwanli 时间:2012-7-23 10:45
本帖最后由 yangwanli 于 2012-7-23 10:55 编辑

什么难倒一大片啊，这是个基本的物理力学分析。
第一题，把自行车作为一个整体，受到外力作用，那就是F总=F外-F阻 ，只要外力够大，那就是朝着最后总力的方向运动，这个题目就是只要拉力够大，那么自行车就是向着左边运动啊。你忽悠谁啊
第二题和第一题一样，物体朝受力方向运动，那就是向右。
最基本的才是最重要的，物理考试我可是基本是满分。嗯。

作者:yangwanli 时间:2012-7-23 10:59
本帖最后由 yangwanli 于 2012-7-23 11:09 编辑

逆风行船，是因为有发动机，把生物能转化成热能再转化成机械能，克服风和水的阻力运动。基本的物理学三大定律，如果你物体朝着相反的受力方向运动的话，那就可以制造永动机了。
刚才才看到63楼你的说法，不打滑的大前提就是不能存在的
就像第二题，不是尺子打滑就是轮子打滑，尺子打滑是尺子和轮子摩擦力小于轮子和地面的摩擦力，那么它就动不起来，反之，就朝着右边运动
这些问题是可以分析的。有一种情况，像我们玩的玩具车，你向后滑动松开手他往前跑。那是这个装置可以存储能量，把机械能转化成弹簧内力存储起来了。然后在内力释放转化成机械能。
就好比你的第二题，如果这中间有形变，那么你松开尺子可能往前跑，那是一定要有形变，不松开尺子没有变形回复那就是不动或者往右边动。你可以做试验。我的推论可以说绝对没有问题。嘿嘿，除非你打破物理常识。那就真的是物理学一大改革。

作者:动静之机 时间:2012-7-23 17:34
yangwanli 发表于 2012-7-23 10:59
逆风行船，是因为有发动机，把生物能转化成热能再转化成机械能，克服风和水的阻力运动。基本的物理学三大定 ...

呵呵，快下班了，灌点水。

这里奉上第二种解法：受力分析（还是那句话，不一定100%对）。
图已经够拥挤了，重力支持力就不画进去了，反正不影响分析。
前轮等效到后轮的滚动摩阻里去。

(, 下载次数: 65)

外力F作用在下端脚踏上，等效到中轴上成为Fb和转矩Mb。
Fb经车架传到后轮轴中心，成为Fba。
Mb经链传动到后轮轴中心，成为Mba。
Fba继续向地面接触点等效为Fba'和转矩Mba' 。
地面提供的静摩擦力fa与Fba平衡。
以上F=Fb=Fba=Fba'=f
可见外力若过大，超过地面所能提供的最大静摩擦uG，车轮就会打滑。。。

由于传动比的缘故，Mba 有时小于Mba'，有时大于Mba'，
后轮合成转矩=Mba'-Mba -滚动摩阻。
自行车可以向左，也可以向右。


作者:yangwanli 时间:2012-7-23 20:59
本帖最后由 yangwanli 于 2012-7-23 21:37 编辑

{:soso_e127:}
不好意思，下午出差了。
看到你分析很认真，你画的图也真的挺好看。不过，我还是要说，真的要说最基本的：分析一个物体往哪个方向运动； 第一，选定分析物体；第二，分析这个物体的所有外力。我觉得这是楼主你的误区， 自行车内部不要去分解，不需要去内部零件做受力分析，自行车不管他有没有轮子，就是一个整体。我往哪边拽，要么走要么不走。就是这么回事吧（这个题目放到高中，估计就很容易了)。
(, 下载次数: 71)
所以， 就你上面分析图来讲，两个问题：1，被分析物体不明确；2，被分析物体受力混乱(我们要的是平动，怎么来了这么多转动？也没有传动比那么多情况)。
当然你的分析可以来判断下问题在哪里（省去重力，：
1.以脚塔轮作为分析物体： 受外力 F,链条反作用力F1,车架反作用力F2
2.以车架为分析物体：脚塔轮施加的力F2'，后轮施加力F3.
3.以后轮为分析物体：车架作用力F3’，链条作用力F1'，与地面摩擦力f
4，链条，两个力：F1，F1'的反作用力。
牛顿第三定律：F1=-F1',F3=-F3'；牛顿第一定律： F2'=-F3 . ”-"表示方向相反。
后轮的受力就是F总=F3'+F1'+f=f-（F3+F1)=f+F
所以，后轮的总力和就是F加上摩擦力，F方向不变，f与运动方向相反。阻力f只能小于动力F,所以运动方向是和F一致。
最后仔细看了你的解题过程，你注重的在转动上面，物体运动有平动和转动， 决定他的运动方向的是平动，不是转动。这个是你最大的误区。也就是你分析的转动方向是对的，在F拖动自行车的过程中，轮子还可以在转动。但是轮子与地面是打滑的，就是这么回事。



作者:yuezhilanyi 时间:2012-7-23 21:54
LS正解，很明显的事情，分析平动，扯上转动干什么
作者:yuezhilanyi 时间:2012-7-24 18:05
不管物体本身是平动还是转动，哪怕是飞的：如果力向左，物体却往右移动，就违反第二定律。
作者:沾花惹草 时间:2012-7-25 10:19
题1向左，题2向右。把被拉物体看成整体即可
作者:yanpol 时间:2012-7-25 11:05
很有意思的问题
作者:动静之机 时间:2012-7-27 11:55
呵呵，视频来了，欣赏一下吧。

和问题一有关的视频：
http://player.youku.com/player.php/sid/XNDMyMzk4MzA0/v.swf

问题二有关的视频：
http://player.youku.com/player.php/sid/XNDMyMzkzNjUy/v.swf
http://player.youku.com/player.php/sid/XNDMyMzk2NDQ0/v.swf

作者:jellydx 时间:2012-7-27 13:25
问题1 自行车 先向右再向左
问题2 应该是静止不动的
作者:dxlong338 时间:2012-7-27 13:34
都向右



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