Question

求助一道关于刚体定轴转动的题 (大学物理)

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
问题补充：1，杆的张力和运动质点施与刚体的冲量 应该如何计算？ 杆的张力的方向是指向中心的么？

Answer 1

绕中心转动。
碰撞后质点的动量全部转移给球杆系统，系统质心以v/2匀速直线运动。同时系统以角动量J=mvl绕质心转动。
另一端怎么可能不动呢？如果饶它运动，他一定受到另一端的拉力，可是这个力没有和他平衡的！
张力T=m*w*w*(l/2),w为角速度。w=J/I。转动惯量I=2*m*(l/2)(l/2).
代入可得：T=2mv*v/l,指向质心。
冲量=入射质点动量=mv

Answer 2

绕中心转动。
碰撞后质点的动量全部转移给球杆系统，系统质心以v/2匀速直线运动。同时系统以角动量J=mvl绕质心转动。
另一端怎么可能不动呢？如果饶它运动，他一定受到另一端的拉力，可是这个力没有和他平衡的！
张力T=m*w*w*(l/2),w为角速度。w=J/I。转动惯量I=2*m*(l/2)(l/2).
代入可得：T=2mv*v/l,指向质心。
冲量=入射质点动量=mv

Answer 3

碰撞后以另一端的质点为轴转动,由于惯性的原因，未被碰撞的质点仍在原位置。
运动质点施与刚体的冲量：I=MV
杆的张力提供被碰球作园周运动的向心力，方向当然指向圆心。

Answer 4

如果所述杆是刚性的,那么应该是以另一端质点为轴,因为它的速度不能突变，在碰撞后一瞬间速度为零。

杆的张力就等于此时被碰质点作圆周运动的离心力，方向当然指向中心（因为是刚性的）。

如果是完全弹性碰撞，那么运动质点施与刚体的冲量就等于它原来的冲量MV。非完全弹性碰状时，也可以看作是单独跟被碰质点碰撞时传递给后者的冲量。