台球桌上的物理问题,本文主要内容关键词为:台球论文,桌上论文,物理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、确定主球的入射方向
题1 如图1所示,ABCD为一水平台球桌的桌面.P、Q为放在台球桌面上的两个台球,P是主球,Q是被碰球,今击打主球P,并要求球P依次与边框AB、BC、CD、DA各碰撞一次后击中Q球.试作图标出P球受击打后的运动轨迹及其速度方向,设球P与边框的碰撞为完全弹性碰撞.
解析 由于主球与边框的碰撞为弹性碰撞,故主球P行走路线的作图方法与从P点发出的光线经边框(看作平面镜)反射的反射光路一致.
作点P关于AB的对称点P[,1],作点P[,1],关于BC的对称点P[,2],作点P[,2]关于CD的对称点P[,3],作点P[,3],关于AD的对称点P[,4],连接点P[,4]Q交AD于点N[,4],连接点P[,3]、N[,4]交DC于点N[,3]连接点P[,2]、N[,3]交BC于点N[,2],连接点P[,1]、N[,2]交AB于点N[,1],则图2中由点p→N[,1]→N[,2]→N[,3]→N[,4]→Q的路线即为主球P所要行走的路线,主球P受击打后的运动速度方向如图2中箭头所示.
二、确定主球的速度取值范围
题2 某人在玩台球,他把主球放在中袋袋口处,两个被碰球紧靠一起,台球桌的中线在两个球相切的切面上,且与球心连线垂直(如图3所示).已知台球桌的内边长为2L,宽为L,桌面与台球的动摩擦因数为μ,三球质量与半径均相等(rL),碰撞中能量损失不计,主球初速度垂直于台球桌长边,求被碰两球放在什么位置、主球初速度v[,0]在什么范围内时,被碰两球在桌边各反弹一次落袋,而主球不落袋(此题为第十届全国中学生物理竞赛河北赛区预赛试题)
解析 设三个球
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