三個同一直線上的小球由細繩連線,給中間的小球乙個向上的初速度,在其上公升至最高點之前,細繩是否會鬆弛?

時間 2021-05-06 20:27:02

1樓:Huxley

三球問題

1、控制方程

三小球問題的幾何關係示意

2、細繩的鬆弛條件

4、其它

1) 除非細繩換成細桿,兩個邊球總是會相撞。

2)鬆弛後中球作拋物運動,邊球作勻速直線運動3)如果 內細繩不鬆弛,三球將作為乙個整體,其整體重心作豎向拋物運動。但同時三球出現有趣的相對運動,比如邊球出現彈性碰撞,先作飛鳥展翅狀上公升,然後展翅下降。

2樓:univeagle

我理解的題主的意思是問連線a、b兩小球的繩子在a、b加速過程中會不會松,答案是不會。

小球b不減速,連線a、b的繩子不會松。

因為繩子不可伸長,小球b加速小球a就一定會加速,那麼由於繩子要提供小球a乙個拉力,所以不會松。

如果小球c在到達最高點前,連線b、c的繩子松了,那麼小球b不再加速,連線小球a、b的繩子瞬間拉力消失,小球a會和小球b保持相同的速度。

只有小球c在保持b、c間的繩子繃緊的情況下到達最高點,然後繼續運動,小球b開始減速,a、b之間的繩子才會鬆。

3樓:普通的穗乃果普通地搖

是一道高中物理題呢…

比起原問題,我們先定量地算一下細繩什麼情況下會鬆弛這個問題。

考慮小球c上公升至繩與地面夾角為銳角θ的時候,並要求此前繩一直伸直。記a和b球速度大小為v,c球速度大小為v_c,它們的速度方向都顯然。則由繩的速度牽連關係

由能量守恆關係

聯立可解得

我們下面假設 。可以說明,使用上面計算的結果,第一次使v從增大變為減小的分界點就是繩開始鬆弛的點,在此點之前上面的計算描述真實的運動。所以我們可以求v^2對sinθ的導數,考察導數為零的點。

我們把sinθ記為p作為自變數,然後求v^2的導數得到:

其中 是已知引數,由 要求 。

可以看出,這個導數的第乙個因子恆大於零,而第二個因子對於p是單調遞減的。注意p=sinθ只能在(0,1)中取值,因此如果 的唯一零點在此範圍內,則繩子會在球c達到最高點前鬆弛,否則繩將在c到達最高點之前保持伸直。也就是說,我們考慮p=1時,若仍有 ,即 (此時自動滿足 ),即 時,繩在小球c上公升至最高點的過程中保持不鬆馳,否則則會在這之前鬆弛。

綜上, 時,繩子會保持伸直直到c球到達高度為L的最高點。這之後,a,b會發生完全彈性碰撞,之後會做前一階段的逆過程,再之後c球與地面發生完全彈性碰撞,回到初始狀態,進而迴圈運動下去。否則若 ,就會在c球上公升至最高點之前鬆弛。

可以證明,在繩鬆弛後,球c會自由地上拋至最高點,在此期間繩不會重新伸直。因此一旦繩鬆弛之後,球a和b將做勻速直線運動直至相遇,因此一定會碰撞;繩不鬆馳的情況也會碰撞,因此a和b球總是會碰撞的。

(希望沒有計算錯誤…)

4樓:

我覺得這道題有問題

因為繩子可以給a、b提供速度但是不能轉移掉a、b已經擁有的動能由於沿繩方向速度相等只要c存在速度在沿豎直方向運動(繩子緊繃)的過程中 a、b一定會受到繩子的約束速度在沿繩的水平投影上一定會有沿繩子縮短的方向的分量而就算物體沒有到達l的高度繩子也並不會讓這個分量消失那麼a、b就會發生碰撞

原題題解給出的是機械能守恆定律但是在末態的重力勢能項中給出的高度是l 動能大於等於0

但是在繩子的約束條件下只要動能大於等於0 就可以滿足條件如果要說高度與是否碰撞有關的話我覺得杆模型更合適

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