和竖直两方向上的运动方程:
水平:Nsina=ma,(1)
竖直:Ncosa-mg=0,(2)
水平:F-N’sina=Ma(3)
竖直:R-Mg-N’cosa=0(4)
又根据牛顿第三定律N’=N,由(1)和(2)解得:a=gtana,Nsina-mgtana=N’sina代入(3),解出:F=(M+m)gtana,
代入数值F=150×√3/3克=86。5克=0。848牛顿.
【答】水平推力应为86。5克或0。848牛顿(本解因不需求出R,故物体A在竖直方向的运动方程(4)亦可不列出)。
“不就列出两组四个方程吗,其中还多余了一个,做了无用功,有效率才75%。”站在林懋慎身后引颈下望的许仲坤得了便宜还卖起乖,扭头指着挂在墙上的钟说道:“这种常规解法谁不会,用了整整8分19秒,剩下的两解……”
“给你半个钟头……”林懋慎说着就把手中的作业纸递给许仲坤,许仲坤当然不敢接:“轻车熟路,再让你花上900秒,让我先睹为快。”林懋慎也不为难同桌的好朋友:“好吧,解出来先交给你批改,但按惯例……”“彼此彼此,批改就免了,按惯例还得叫我抄到黑板报上。”“各尽所能,谁让你写得一手好字。”“说的也是,也只有我能看清楚你写的这臭字,难怪去年化学半期考你卷面成绩95分,成绩单上刘嵩先生只给个‘良’。你还敢厚着脸皮去质问他……”“他的近视眼透过厚厚的镜片盯着我问:‘你就是林懋慎,卷面上下左右,还有背面全有你的大作,我整整花了半个钟头,才看懂你的鬼画符,给个“良”还不知足?’我只好硬着头皮连声回答:知足、知足,给多了、给多了……”
说着闲话,林懋慎又提笔在作业纸的背面解答开来:
【解ⅱ】:按【解ⅰ】分析并列出方程(1)、(2),求出a=gtana。由于A,B无相对运动,二者可看做一个物体,它所受水平外力只有F,根据牛顿第二定律,得:
F=(M+m)a=(M+m)gtana=86。5克=0。848牛顿.
【解ⅲ】:按【解ⅰ】分析而知物体B的加速度a必沿水平方向,则它所受的合力也应沿水平方向,设为?,
根据力的合成可得:?=mgtana,
再根据牛顿第二定律:?=ma,
解得:a=gtana.
再按【解ⅱ】把A,B看做一个物体求出F=(M+m)a=(M+m)gtana=86。5克=0。848牛顿.
“正好480秒,比刚才还快了19秒,我就去教室把它抄出来。”许仲坤从林懋慎手中抢过作业纸,转身正要拔腿往外跑,却愣住了……“这么难的物理题,也让我瞧瞧,好吗?”字正腔圆,婉顺悦耳,原先在阅读《CHINA》的女生挡住了他的出路。
许仲坤如被电击,懵然无措。要知道这三年,他与班上的女生还没讲过十句话呢。林懋慎只好起身替他回绝:“年段早有约定,各课任老师出的附加练习题,不能外泄给其它班级。”
“毕业考都结束了,这规矩也该换一换。”似曾说过的话,听起来显得耳熟,不过她紧接着抛出的条件却先让刚缓过神的许仲坤心动:“我这儿也有道数学题,咱们可以交换!”
“在哪?”她把手中折成两折的作业纸在许仲坤眼前晃了晃:“在这儿。”“成交!”林懋慎挡都挡不住,他(她)俩已经互换了战利品。
许仲坤打开,上边只有一行字。“上当……”林懋慎刚提到嗓子眼又赶忙收住,细看确实是道题目:
屋顶的倾斜度是多少度时,雨水从屋顶上流下的时间最短?
“连个阿拉伯数字都见不到,哪是什么数学题,还求雨水从屋顶上流下的时间,归类属流体力学?还是运动学……”听来许仲坤还未彻底醒悟,林懋慎赶忙帮他遮掩:“连你的看家本领二次函数求极值都看不出来,难道还要扯到柏努利方程(研究流体动力学的基本方程式之一)?”为了免被外人取笑,他又抓起铅笔在那行字的下方,画出一个三角形的屋顶,口中还朗朗有词:“虽说是道数学题,但与动力学脱不了干系,前提条件:雨水与屋面AB、AC的摩擦力应略去不计,屋面倾角为ɑ,这样雨水沿屋面下滑的加速度:a=gsinɑ;依此可以列出自变量为ɑ、函数为x的关系式,其中屋顶梁宽BC、重力加速度g都是定值,则有AC=1/2at2=1/2gsinɑ×t2……”
“这样看来,还是道‘教育与生产劳动相结合’的题目……”许仲坤终于明白了,可围观的新新一族却陷入仲夏让人蒙胧的意境中去,专程送来冰镇绿豆汤的“暖男”领头吟咏道:
关关雎鸠,在河之洲。窈窕淑女,君子好