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选择质心参照系 简化过程想象
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有些物理情境,选择质心为参照系,有助于过程的想象与把握。 先来看这样一个问题。如图1,两小球质量均为m,中间用一根不可伸长的细线连接,静止于光滑水平面上。绳子长为2l,两小球间距为l。现在给小球2一个瞬时冲量i,方向与两小球球心的连线成θ角(tgθ=2)。试分析以后两小球的运动。 1 θ 2 图1 分析:由于绳子松弛,小球2沿初速度匀速直线运动,直到绳子拉直,此时绳子突然绷紧,由于绳子不可伸长,两小球沿绳子方向瞬时达到共同速度。而小球2仍然有垂直于绳子方向的速度分量(如图2),会绕小球1转动,绳子必对小球1有拉力。 绳子的拉力方向随小球2的运动而改变,取无限小时间,可以画出如图3的状态,绳子拉力方向与小球1的速度方向不同,也与小球 2的速度方向不同,故此后两小球都要做曲线运动。但曲线运动的轨迹不是类抛体运动,因为拉力方向是变化的;也不是匀速圆周运动,因为拉力方向与速度方向不垂直。 v2 v2 θ 2 2 v1 v1 1
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