打字猴:1.700980097e+09
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1700980104 图 4-40 α=-3
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1700980106 质点作半径为r的圆运动.
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1700980108 α=-4的有心力,取无穷远为势能零点,有
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1700980113 势能曲线如图4-41所示,Vequ(r)先随r增大,达极大值Emax后,又随r减小.Emax对应的r0已在图中示出,E=Emax时,若恰好位于r=r0,则质点可作圆运动,不难验证圆运动向心力等于f(r0).极大值处的圆运动是不稳定的,稍有径向扰动,便会沿扰动方向获得增大的径向速度,最终或“掉入”力心,或远离力心而去.具有能量E<Emax的质点,若处于图中r1位置,而后便会向左偏移,“掉入”力心;若处于图中r2位置,而后便会向右偏移,远离力心而去.总之,质点不会在r1≤r≤r2之间往返运动.
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1700980118 图 4-41 α=-4
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1700980120 从上面几个实例可以看出,取(4.22)式类型的吸引性有心力,仅当Vequ-r曲线有极小值时,才会有稳定的圆轨道和径矢r在某两个有限值r1,r2之间振荡的轨道.Vequ-r曲线有极大值时,出现的或者是不稳定的圆轨道,或者是会“掉入”力心的轨道和远离力心而去的无限轨道.第一类曲线似乎具有α>-3特征,第二类曲线对应α<-3,过渡曲线对应α=-3.为予以确认,将(4.22)式有心力对应的势能记为V(r),有
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1700980125 Vequ-r曲线极值点出现在
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1700980130 处.显然α=-3时,无极值.对α≠-3,由
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1700980136 将极值处代入,得
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1700980141 可见
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1700980146 证得了前面通过几个实例获得的直观结论.
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