【悬关】高一物理加一点点高数求助
  • 板块学术版
  • 楼主Sincerin
  • 当前回复5
  • 已保存回复6
  • 发布时间2024/6/27 19:44
  • 上次更新2024/6/27 21:56:28
查看原帖
【悬关】高一物理加一点点高数求助
749325
Sincerin楼主2024/6/27 19:44

RT.昨天做物理题的时候推出了一个非常错误的结论,但是我不知道是哪一步错的,希望各位大佬可以指导一下。

感激不尽!

有一个半径为 rr 的圆环 OO,最顶端 AA 处套有一个质量为 mm 的金属环,无摩擦下滑至圆环最底端,则支持力如何变化?

很显然动能定理求向心力,再求支持力。

Fn=mv2r\\ F_n=m \frac{v^2}{r}

后来我尝试积分求 vv:

先求 v2v^2,由 v2=2axv^2=2ax,(切向加速度)a=gsin⁡θa=g\sin \theta,x=θ×rx=\theta \times r 可得:

v2=∫0α2grsin⁡θ⋅dθ=2gr(1−cos⁡α)v^2=\int_0^{\alpha}{2 gr\sin\theta ·d \theta}\\=2gr(1-\cos \alpha)

很显然和动能定理得出了同样的结论。

换一个写法:

v2=lim⁡n→∞(∑i=1n2grsin⁡i⋅αn×αn)=2grlim⁡n→∞(∑i=1nsin⁡i⋅αn×αn)   (1)v^2=\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n}{2gr\sin\frac{i·\alpha}{n}\times\frac{\alpha}{n}})\\=2gr\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n}{\sin\frac{i·\alpha}{n}\times\frac{\alpha}{n}}) \\ \ \ \ \\(1)

如果上来直接用 v=atv=at 和 t=2xat=\sqrt{\frac{2x}{a}},可得

=lim⁡n→∞(∑i=1n2r⋅αngsin⁡i⋅αn)=2grlim⁡n→∞(∑i=1nαnsin⁡i⋅αn)\\ =\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n} {\sqrt{2r·\frac{\alpha}{n}g\sin\frac{i·\alpha}{n}}})\\=\sqrt{2gr}\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n} {\sqrt{\frac{\alpha}{n}\sin\frac{i·\alpha}{n}}})

则

\big[\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n} {\sqrt{\frac{\alpha}{n}\sin\frac{i·\alpha}{n}}})]^2 \\ \ \ \\ (2)$$ 对比 $(1)$ 和 $(2)$,得到 $$\big[\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n} {\sqrt{\frac{\alpha}{n}\sin\frac{i·\alpha}{n}}})]^2 =\lim_{n\to\infin}({\sum_{i=1}^n}{\sin\frac{i·\alpha}{n}\times\frac{\alpha}{n}})$$ 显然不成立。
2024/6/27 19:44
加载中...