divinedragondream吧 关注:4贴子:144
  • 0回复贴,共1

转重心全解法

只看楼主收藏回复

 看了吧上竟然有这么多人来问重心解法,是有点看不下去了!下面是重心的常用全解法! 
1,重要的公理。将物体分为两部分,其重心必在两物体重心的连线l上,这是解重心的基本常识,适用于二维(板状物体)和三维图形。 
2,重要公理的推论。将物体分为两部分a和b,其重心G必在两物体重心的连线l上,且满足GbG/GaG=Ma/Mb,GaG+GbG=l。注意1:此式适用于分成两块以上的任何图形,例如分为a,b,c三部分,可先求G(a+b),再G(a+b)G(a+b+c)/GcG(a+b+c)=Mc/M(a+b)求解。注意2:此式适用于“被切掉一块的图形”,只要将原图形重心设为G,切去部分设为Ga,反推Gb即可。 

此方法适用于二维和三维图形。如果不嫌麻烦且计算过硬,可解决几乎所有重心问题。 
3,质量矩守恒法。在物体上任找一根轴,记为x,将其分为若干块,则满足:MD=m1d1+m2d2+m3d3……+mNdN,m1+m2+……+mN=M,其中D为重心G到直线x的距离。在二维图形中,满足此条件的点的集合为两条相距2D的平行线,而在三维图形中,满足此条件的点的集合为一圆筒。此时再做一直线y解一次,或直接应用“重要的公理”解决这一问题。 
此方法适用于二维和三维图形,尤其是在二维图形中,会比应用“重要公理的推论”省去大量计算。 
4,力矩平衡法。这方法有点俗——可用力矩平衡法解的题均可以使用质量矩守恒法求解。是质量矩守恒法的初级版本,有时要加入三角函数运算。不适合解三维图形。不建议用该方法解题。 
此方法的好处是在证明中应用较多,可逃避“质量矩守恒”和“重要公理的推论”互证的循环证明。 
5,引力法。在物体外取一质点(通常在重要的公理中l的延长线上),其质量为m。所测物体分为两(或更多)块,1,2部分中心当然已知(记为S1,S2),质量分别为M=m1+m2,则满足:F引=GMm/L平方=Gm1m/S1平方+Gm2m/S2平方,可反求L,即质点m距所测物体中心的距离。注意:此方法适用于“被切掉一块的图形”,直接设切掉部分质量为负就可照样求解。 
非常适用于解三维规则体积匀质物体,如叠放在一起的球、圆柱、正方形。 
6,悬挂法。在物体上任意选取两点用无质量细绳进行悬挂,两悬线延长线交点即为所求。运用公理“悬挂物体的悬线必过重心”。 
此法所向无敌!适用于任何不规则物体(三维的物体画线会比较复杂,但一样能做),但笔试的时候很难有时机会进行悬挂,所以此方法还是实际应用较多,竞赛用得少。当然,杀进复赛试验就用定它了! 

几个有趣的问题: 
证明均匀球壳内任一质点所受之引力为零(非常有意思,我证了一下午,高手必做!) 
求均匀半球壳的重心(此题似乎不需用微积分,很有难度) 


另:觅“复杂电路全解法”!谢谢!!! 
 
 


IP属地:江苏1楼2008-03-07 21:11回复