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a=(β1+β2)R,
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据此,可解得
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例19 在水平地面上用手按动半径为R的乒乓球,使其获得向右的初速v0和逆时针方向转动角速度ω0,如图5-42所示.乒乓球可处理成匀质薄球壳,球壳与地面间的摩擦因数为常量μ,试求乒乓球最后达到的稳定运动状态.
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图 5-42
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解 参考图5-42中括号内引入的参量,m是乒乓球的质量.初始阶段地面摩擦力朝左,使质心获得左向加速度,球壳获得绕质心轴顺时针方向角加速度.据质心运动定理和质心轴转动定理,有
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即得
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经时间t,右行速度v和逆时针方向速度ω分别为
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分三种情况进行讨论.
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(1)经某段时间(记为t1),同时达到v=0,ω=0,即
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这要求v0,ω0间满足关系:
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此后乒乓球处于静止状态.
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(2)经某段时间(仍记为t1),仍有v>0,但恰有ω=0,即
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这要求v0,ω0间满足关系:
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