Question

物理，小球在高处平面滚动，当离开平面做平抛运动时，小球的初速度如何确定啊？因为小球纯滚动时有平动与

物理，小球在高处平面滚动，当离开平面做平抛运动时，小球的初速度如何确定啊？因为小球纯滚动时有平动与转动啊？而小球离开了平面又没有滚动只有转动。求解。

Answer 1

小球做平抛运动的时候，初速度其实就是等于校庆在平面滚动的末速度啊。

你的物理是语文老师教的么？牛顿哭晕在厕所。。。。

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比

牛二定律。。

试问滚动怎么滚，过程中有外力么？高中物理题目如果没有提到摩擦力或者是空气阻力就当做忽略不计。。。。

如果没有外力作用就不用管怎么转动，你要记住牛顿三大定律才行。。。。

还有牛顿第一定律，在此题中，在运动过程中没有外力作用就可以看做加速度为0，因此小球从速度为0到最高速度有一个加速过程，但是怎么加速不用管，你只要求末速度就好，外力一撤，如果题目没说摩擦力空气阻力，就可以当做是在做匀速运动了。。。。。因此平抛的速度也等于小球在平面上的末速度

追问

嗯，这个我知道，但是小球做平抛之前有平动与转动两个速度啊

追答

题目有没有写摩擦力或者空气阻力？如果没有可以忽略不计。
如果没有写其实就不用考虑在内，当然平转与转动其实是摩擦力的问题了，要结合摩擦系数才能求出来，没给怎么求？

如果没有给摩擦系数什么的，也没有说要考虑摩擦力，就可以当摩擦力不存在，不用考虑。

就好像你在太空中，无论你做什么运动，速度多少，你都不会移动，除非你有外力作用！你自己思考一下，如果没有外力，你无论是做什么转动、平动也不用去管。

题目没有给摩擦系数的话就可以认为小球不做减速运动，或者说一直在做加速或匀速运动。。具体看板子长度了。。

追问

那么小球在平面做纯滚动时（平动等于转动），整个小球的速度是平动与转动相加吗？

还有一个，我也知道是小球的末速度，关键是小球在未离开平面之前，是平动与转动，这点高中没说到，如果小球离开了平面，它的转动速度会发生怎样的变化吗？因为没有摩擦了，这个摩擦是提供小球转动的。

追答

你思考问题感觉太感性了，你要理性的去思考问题。

如上所述，题目没有提及有其他外力（包括摩擦力和空气阻力），那么根据牛顿第一定律，无论它怎么转动，哪怕是360度转动，小球都是匀速运动！记住，题目没给什么外力因素就不用管这么多。

小球离开平面，他的转动速度，也就是角速度，是恒定不变，也就是等于离开桌面那一刻的转速。

其实你可以看一下国际空间站太空人回答高中生问题的视频，当没有外力作用的时候，你看看他们在空间站内转动东西，要很久一段时间才能停止转动（当然空间站太空船内有空气阻力），由此可见，离开桌面，没有摩擦力，其实也就是牛顿第一定律所说的，在没有外力作用的情况下，物体要不保持静止要不保持运动状态。

没有阻力了就保持一定的运动状态直到出现阻力。。。

你也可以观察一下陀螺转动，陀螺能转动的很长一段时间是因为阻力小，如果没有任何阻力，陀螺就会一直转动下去直到遇到阻力为止。。。。

追问

谢谢了，你先看这个问题，小球如果要滚动需要摩擦，当一个小球在平面上滚着滚着，如果滚到绝对光滑的平面，两个平面同一水平，那么小球讲如何运动？

追答

我觉得如果是高中物理，你就要抓住牛顿第一定律咯。当然还有牛顿第二定律。

小球滚动看是怎样的摩擦力，如果是阻碍小球运动的摩擦力，那么小球只会减速，如果滚动到绝对平滑的平面的话，那么小球就会保持离开有摩擦力平面那一瞬间的速度始终在绝对光滑的平面做匀速运动。

同理，如果摩擦力对小球做加速运动，那么到了绝对光滑的平面的时候，根据牛顿定律，也是离开有摩擦力平面那一瞬间的瞬时速度，也就是末速度。

其实我觉得你要抓住力这一个关键要素。小球不是一个陀螺仪系统，所以主要看的是有无外力做工，如重力、摩擦力等，再套用牛顿定理。转动顶多也就是与摩擦力相互作用的结果，如果题目没有给摩擦系数，或者其他系数，就认为没有摩擦力，就是绝对光滑的理想平面。

追问

嗯好，那如果小球滚到冰面上，为什么滚动会减慢，这里摩擦力是小了。而滚动特别粗糙的地面，也会减慢，这里是摩擦力是大了，为什么摩擦力变小与变大，转动都会慢了啊

嗯好，那如果小球滚到冰面上，为什么滚动会减慢，这里摩擦力是小了。而滚动特别粗糙的地面，也会减慢，这里是摩擦力是大了，为什么摩擦力变小与变大，转动都会慢了啊

追答

这。。。你还是处在一个感性思考的环节。。。

小球滚动冰面上，冰面还是存在摩擦力，还有空气阻力啊，当然会减慢。

而且摩擦力分多种，中学时代就有静摩擦力与滚动摩擦力，滚动摩擦力冰面与其他平面是不一样的。

而做题目的时候，如果没有特别指明，根据老师的说法，就是不存在摩擦力与空气阻力，实在一个理想的物理环境中！不然真实世界有21个物理常量，你叫高中生怎么做题，真实世界除了摩擦力、空气阻力还有物体之间的引力、排斥力，万有引力呢。。。这还怎么做题？

追问

因为我看到滚到冰面上的时候，转动很慢，而滑动比较快啊

追答

你的观察力不错，但是都是出于感性思考，你得学会理性的思考问题，转动也好、滑动也罢，根据牛二定律，要看合力方向，也就是说怎么转，如何转动，还有转动时候的运动方向都会影响其速度，在高中甚至是大学物理中，一定要用理论的方法说明问题，就好像阿拉伯人发明的一套研究方法一样，沿用至今，都是从观察，然后实验，再到理论，最后再到论证等一些列过程，而不是光看现象而下结论的。这也就是现代科学研究的一个过程。

如果光看现象下结论那就会回到亚里士多德那个古希腊年代。

就好像伽利略有名的羽毛与石头哪个落得快的实验，在地球上做结果当然是石头，但是在月球上做，美国人做过一次，我记得是阿姆斯特朗做的，拿着羽毛和一个重物，一起松手，结果是一起落地。

这很好的说明物理是一个需要理性思考的过程，实际生活动的物理运动有太多因素影响，要实际算准确是很难，就好像爱因斯坦估算原子弹爆炸的威力比实际威力（能量值）有出入，并不是100%正确。。

因此高中物理一般都是在理想情况下假设条件问问题，因此你想的太多了。。

Answer 2

纠正一点:小球在离开平面的时候因为惯性仍然会有转动,如果不计空气阻力,这个转动将是匀速的.题目中指明是做抛物运动,说明参考系是大地.只关心其质心的运动.这时候讲初速度就不考虑转动了.物理模型是对现实模型的简化,主要考虑主要的因素,忽略比较次要的因素.比如小球本身是小的,它的转动与平动比较,尺度太小了.所以一般都忽略掉了

追问

那么当小球在平面滚动时，小球是不是有两个速度，平动与转动相加啊？

追答

客观上说,是平动+滚动的.但就质心来说,它是滚动的中心,标的在这点的速度是没有转动的.如果考虑的是小球的外表面的某个点,它的运动轨迹是复杂的空间曲线,可能是螺纹曲线也可能是往复的不规则曲线.该曲线上的某一点的切线就是小球上那个点在这个位置的瞬时速度的方向.显然题中是只考虑质心的

追问

嗯，你好，那么当小球离开平面时，没有了摩擦，你说小球在惯性下还会转动，那么小球还有转动速度吗？因为小球在平面转动的动力是摩擦提供的。

Answer 3

小球离开平面做平抛运动时，初速度等于原高处平面的平移速度。

——小球离开平面时还是有滚动（旋转）的。

追问

嗯，你好，就是此时平抛运动的初速度就是小球平动的速度，不包括转动的速度吗

追答

是的。

追问

嗯，谢谢，那么小球在平面上纯滚动时，此时小球的平动速度与转动速度相等v=wr，那小球整体的速度是两个速度相加还是就等于一个速度啊。因为高中时候学的是球心不动的纯转动，而滚动情况球心有平动。

你好，麻烦您空了回复下哦，和我说一下这题目，拜托您

追答

小球的运动分为两个：球心的平移和绕小球中心线的旋转，仅仅从平抛运动上是看不出两者的差异的，建议从能量角度考虑：平动时，动能E=1/2*m*v^2，转动时，动能E'＝1/2*j*ω^2。平移速度和转动速度是无法叠加的，而动能可以相加。

追问

嗯，谢谢您。那么小球做纯滚动时，整个速度是平动与转动之合吗？

追答

你的理解有误：从运动学的角度看，将小球作为一个整体，你是看不到滚动的，也谈不上速度的“合成”，只有从动力学和能量的角度才会考虑到滚动。
不论什么原因，只要小球开始了旋转，没有外力的作用，旋转是不会停止的，因为小球有转动惯量，旋转起来就有旋转动能。你可以设想沿小球中心安装一根支撑轴，轴与小球之间安装有无摩擦阻力的轴承；抬起支撑轴使得小球腾空，然后采用外力使小球旋转起来，有转动而无平动，但转动动能是存在的。

追问

好的，谢谢。有一个问题我纠结了很久，一个小球在平面上做纯滚动运动，滚着滚着，如果滚到绝对光滑的平面，请问小球将如何运动？

Answer 4

初速度v=h/t还要求其他物理量吗