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超级球在受限空间的力学规律研究

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【作者】 梁泽宇吴秀文申坤郝会颖

【Author】 Liang Zeyu;Wu Xiuwen;Shen Kun;Hao Huiying;School of Science,China University of Geosciences;

【机构】 中国地质大学(北京)数理学院

【摘要】 对以一定初速度运动的超级弹力球在两平板约束的三维空间的运动学与动力学规律进行了实验研究与动力学机理分析。主要研究的因素有超级球-平板间摩擦系数和两个约束板的夹角对超级球运动轨迹的影响。超级球在运动过程中空间位置通过录像机横向拍摄,并运用Tracker软件进行分析。研究结果表明,当水平板和竖直板夹角介于70°~90°区间时,超级球与两个板各碰撞1次后,经过类似扇形路径可以回到操作者的手中。当水平板和竖直板夹角介于0°~60°区间时,超级球与水平板碰撞2次,与竖直板碰撞1次,其运动轨迹为左上角重合的类双V结构,并且水平板和竖直板夹角介于0°~30°范围,超级球可以回到操作者手中;但是当水平板和竖直板夹角介于40°~60°范围时,超级球不能回到操作者手中。超级球在与板发生碰撞过程较好地满足机械能能量守恒定律和角动量定理。

【关键词】 超级球受限空间轨迹Tracker软件
【基金】 中国地质大学(北京)教学研究与教学改革项目(编号:JGYB201528);中国地质大学(北京)2017年大学生创新创业训练计划项目(2017B85);北京高等学校教育教学改革立项项目(编号:2014-ms132)
【所属期刊栏目】 物理实验 (2017年S1期)
  • 【分类号】O31
  • 【被引频次】1
  • 【下载频次】82
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