十堰市红卫技校门口:求助一道关于刚体定轴转动的题

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/05/06 01:25:22
一根质量可忽略的细杆,长度为L,两端各联结一个质量为M的质点, 静止的放在光滑的水平面上。 另一相同质量的质点以速度V沿90度角与其中一个质点作弹性碰撞。
问题:碰撞后杆是以中点为轴转动还是以另一端的质点为轴转动?
我问了好多人,结果说哪个答案的都有。请知道的朋友可以详细解释一下,谢谢
1,杆的张力和运动质点施与刚体的冲量 应该如何计算?

TO zhang_heng朋友,我觉得这道题不应该那么复杂吧,要是连质心移动都要考虑进去,那好象就超出大学物理的范围了吧?

以中点为转轴.

假如以另一端的质点为轴转动,那么该质点必须为另一个质点提供向心力,但物体是放在光滑的水平面上,没有摩擦,不能提供向心力,因此不能以另一端的质点为轴转动.

所以只能以中点为轴转动,并且以中点为轴转动时,中点为两端点提供向心力,而且两个向心力的方向刚好相反,因而细杆所受的作用力相互平衡.

所以是以中点为轴转动.

我觉得是以中点为轴转动。
因为是光滑水平面,没有摩擦力。水平方向不会受外力。当一端获得一速度后,不可能沿另一端为轴转动(无法提供向心力)。
但是注意的是,转动时杆的中点也在做平动。就是系统的质心不是静止的,是运动的。整个杆运动就是一边向前动,一边转动。
这就相当于你拿只笔从空中竖直丢下(或者放在比较光滑的平面上),在落地前你弹其中一端,使其获得一个速度,看看笔是怎么运动的。

刚刚算了一下。由角动量守恒和机械能守恒可以算出速度。两个M的转动角速度是V/L,平动速度是V/2. 还发现如果只是转动没有平动的话,是不满足机械能守恒的。对否?

以中点为轴转动。

质量相同的质点发生正碰后,交换速度,即主动点停止,被动点以V的切速度运动。
如果以另一质点为轴转动,则不能提供向心力。因此以中点为轴转动。

在任何情况下,转动都是围绕着质心。

题目中说“质量可忽略的细杆,长度为L,两端各联结一个质量为M的质点”的情况质心就在中心,所以无论从任何角度碰撞,这个连着两个小球的细杆都是以中点为轴转动。

可以在比较光滑的面上作个试验,
近似结果:以中点为轴转动