问题 问答题

质量为m、半径为r的小球初始时刻静止放置于另一质量为M、半径为R的大球正上方,如图所示,两球心连线沿重力方向。由于该状态不是稳态,小球会从大球顶上滑落。忽略一切可能摩擦,求出以下两种极限情况下大球的最终速度:

1.m<<M:2.m>>M。

答案

参考答案:

求解本题的关键之处是求出两球分离时小球球心的偏角,或者cosθ(记为x) 。

在分离的瞬间,两球间作用力为零,大球无加速度,小球加速度为g。x满足如下方程:

由此可知

所以,

1.当m<<M,3x-2=0,解得x=2/3;故v2=0;

2.当m>>M,

,-x3+3x-2=0,解得x=1;故

选择题
选择题