SIMULATION LAB

小球滑上曲面小车

用动画观察:小球从左端滑上光滑小车。初速度小于临界值时从左边滑回;初速度达到或超过临界值时越过最高点并从右边滑下。

t = 0.00 s
小球滑上曲面小车模拟图 小球沿曲面小车上滑并下滑,图中显示速度箭头、质心线、最大高度线和能量条。 h 质心线匀速前进 m m 小球速度 小车速度 能量转化 小车动能 小球动能 小球重力势能
小球刚滑上左端
系统总水平动量来自小球
能量分配
小车动能 0.0%
小球动能 100.0%
重力势能 0.0%

v-t 图像

小球 4.20 m/s 小车 0.00 m/s 上滑:小球减速,小车加速
v t/s 0 2.1 4.2 橙线:小球速度 蓝线:小车速度

1. 为什么最高点共速

当 v0 < vc 时,小球到达某个转折点后相对小车反向运动,最后从左边滑下。

当 v0 ≥ vc 时,小球能越过最高点,并从右边滑下。临界时最高点相对速度为零。

2. 课堂观察任务

  • 切换低于临界和高于临界,观察小球分别从哪一侧滑下。
  • 调节小球质量和小车质量,观察临界速度怎样变化。
  • 比较小车动能、小球动能和小球重力势能三项的转化。
  • 低速情形下跳到转折点,观察小球相对小车的速度变为零。

动画下载

小球滑上曲面小车动画 可下载为 GIF,方便插入课件、班级群或复习资料。

低速:左端返回 高速:右端离开