细绳牵引条件下二体弹性碰撞的分析与讨论ANALYSIS AND DISCUSSION ON ELASTIC COLLISION WITH ROPE TRACTION
张孟,陆慧,吴赵龙,钟菊花
摘要(Abstract):
针对物理竞赛中出现的细绳牵引条件下小球碰撞问题,引入能量耗散,建立相应的谐振子模型,求解得到其运动学方程。结合数值计算进一步探索完全与非完全弹性牵引碰撞的动力学演化和规律,得到弹性牵引碰撞后两物体运动呈现非线性特征,并随着时间演化两物体速度趋于一致的结论;同时对质心系和其他非惯性系中分析该牵引碰撞过程也作了讨论。本文对牵引过程的动力学方程和物体运动状态随时间的演化给出了具体的定量分析,为深入研究牵引碰撞的本质规律提供一定参考价值。
关键词(KeyWords): 牵引运动;二体碰撞;物理竞赛
基金项目(Foundation): 2016年上海市本科重点教改项目(YK0126207);; 2019年华东理工大学教改项目(80222301901001);; 2020年华东理工大学教师思政和师德建设研究课题(重点)
作者(Author): 张孟,陆慧,吴赵龙,钟菊花
参考文献(References):
- [1] 程守洙,江之永.普通物理学[M].5版.北京:高等教育出版社,1998.
- [2] 赵凯华,罗蔚茵.新概念物理教程力学[M].北京:高等教育出版社,1995.
- [3] 汪洁民,王曦雨.一个“碰撞”问题的3种解法[J].物理教师,2017,38(10):56-57.WANG J M,WANG X Y.Three solutions to a “collision” problem[J].Physics teacher,2017,38 (10):56-57.(in Chinese)
- [4] 任才贵.牵引运动中的碰撞问题[J].大学物理,2014,33(2):19-21.REN C G.Collision in traction[J].College physics,2014,33(2):19-21.(in Chinese)
- [5] 王悦.一维对心碰撞恢复系数的讨论[J].物理与工程,2014,24(5):66-69.WANG Y.A discussion on the recovery coefficient of one-dimensional concentric collision[J].Physics and Engineering,2014,24(5):66-69.(in Chinese)
- [6] 辛建之,徐学翔.关于两体一维碰撞的能量损失[J].物理与工程,2007(2):61-66.XIN J Z,XU X X.Energy loss in one-dimensional collision of two bodies[J].Physics and engineering,2007(2):61-66.(in Chinese)
- [7] 马守田.两体对心碰撞内力作功的分析[J].大学物理,1990,9(10):23-23.MA S T.Analysis of the work done by two bodies in the internal force of the heart collision[J].College physics,1990,9(10):23-23.(in Chinese)