1、研究問題：乒乓球運動研究問題：乒乓球運動 在地面上放置一個乒乓球，用手壓一側，乒乓球在地面上放置一個乒乓球，用手壓一側，乒乓球沿地面彈出去后，滾回來。分析其物理過程。沿地面彈出去后，滾回來。分析其物理過程。 提示：提示：第一階段：乒乓球獲得初始質心動量、轉動角動量第一階段：乒乓球獲得初始質心動量、轉動角動量 分析作用在乒乓球上的力（矢量）、力矩、作分析作用在乒乓球上的力（矢量）、力矩、作用時間、乒乓球受力分析（靜摩擦系數）、產生的用時間、乒乓球受力分析（靜摩擦系數）、產生的質心動量、乒乓球角動量質心動量、乒乓球角動量 紅雙喜第二階段：乒乓球向前運動第二階段：乒乓球向前運動 分析乒乓球向前運動過

2、程中，受到的力（重分析乒乓球向前運動過程中，受到的力（重力、支撐力、滑動摩擦力、滾動摩擦力）、判別力、支撐力、滑動摩擦力、滾動摩擦力）、判別乒乓球運動方式（滑動、滾動）、最遠距離乒乓球運動方式（滑動、滾動）、最遠距離 紅雙喜第三階段：乒乓球向回運動第三階段：乒乓球向回運動 分析乒乓球向回運動過程中，受到的力（重分析乒乓球向回運動過程中，受到的力（重力、支撐力、滑動摩擦力、滾動摩擦力、其它阻力、支撐力、滑動摩擦力、滾動摩擦力、其它阻力）、判別乒乓球運動方式（滑動、滾動）、加力）、判別乒乓球運動方式（滑動、滾動）、加速距離速距離 擴展研究擴展研究（1 1）手施加給乒乓球力方向偏離乒乓球質心面）手施

3、加給乒乓球力方向偏離乒乓球質心面（2 2）手施加給乒乓球力過大，造成乒乓球跳躍）手施加給乒乓球力過大，造成乒乓球跳躍紅雙喜第一階段：力作用在乒乓球上階段第一階段：力作用在乒乓球上階段力在過質心平面，大小力在過質心平面，大小F，與水，與水平方向夾角平方向夾角 ，與切線夾角，與切線夾角 力的作用時間力的作用時間 t乒乓球受到的重力乒乓球受到的重力 mg，支撐力支撐力 N，靜摩擦力，靜摩擦力 f乒乓球受力分析：力作用點坐標（乒乓球受力分析：力作用點坐標（x0、y0）xROFy F水平分量、摩擦力對質心產水平分量、摩擦力對質心產生的動量生的動量0cmtsinFmgFcos第一階段：力作用在乒乓球上階段

4、第一階段：力作用在乒乓球上階段xROFy 設設 t 時間內，乒乓球沒有動時間內，乒乓球沒有動重力、支撐力不產生沖量重力、支撐力不產生沖量平動分析平動分析fmtsinFmgFcosc0第一階段：力作用在乒乓球上階段第一階段：力作用在乒乓球上階段F 切向分量、摩擦力產生的角動量切向分量、摩擦力產生的角動量xROFy 002mR32JtRsinFmgcosF 角如角如何求何求？重力、支撐力不產生沖量矩重力、支撐力不產生沖量矩232mRJ 轉動分析轉動分析f2mRtRsinFmgcosF230第二階段：乒乓球向前運動分析第二階段：乒乓球向前運動分析乒乓球受力分析乒乓球受力分析:受到的重力受到的重力 m

5、g 和支撐力和支撐力 N，滑動摩滑動摩擦力擦力 f = 1mg。 1為乒乓球滑動摩擦系數（為乒乓球滑動摩擦系數（滑動摩擦滑動摩擦力力 遠遠大于滾滑動摩擦力遠遠大于滾滑動摩擦力 ，忽略滾滑動摩擦力，忽略滾滑動摩擦力 ）乒乓球質心運動分析乒乓球質心運動分析乒乓球質心作勻減速直線運動乒乓球質心作勻減速直線運動滑動摩擦力產生質心加速度（其它力不產生）滑動摩擦力產生質心加速度（其它力不產生）紅雙喜第二階段：乒乓球向前運動分析第二階段：乒乓球向前運動分析乒乓球質乒乓球質心運動心運動2210t gt xc運動到最運動到最遠點時間遠點時間1100t gcga1t gc10gtc101運動到最運動到最遠距離遠距

6、離221110t gt Lc紅雙喜乒乓球轉乒乓球轉動（逆時動（逆時針方向）針方向）2210t t 3/mR2JmgRM2111乒乓球到最遠乒乓球到最遠點時的角速度點時的角速度1t 101第二階段：乒乓球向前運動分析第二階段：乒乓球向前運動分析乒乓球轉乒乓球轉動分析動分析乒乓球在質心作勻減速直線運動的乒乓球在質心作勻減速直線運動的同時，作逆時針勻減速轉動同時，作逆時針勻減速轉動R2g311紅雙喜第三階段：乒乓球向回滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程一：質心速度從過程一：質心速度從0增加到等于半徑角速度增加到等于半徑角速度過程二：小球勻速滾動（純滾動）過程二：小球勻速滾動（純滾動）紅雙喜第三

7、階段：乒乓球向回滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程一：質心速度從過程一：質心速度從0增加到等于半徑角速度增加到等于半徑角速度該過程乒乓球滑動該過程乒乓球滑動+轉動轉動乒乓球受力分析乒乓球受力分析:受到的重力受到的重力 mg 和支撐力和支撐力 N，滑動摩滑動摩擦力擦力 f = 1mg。 1為乒乓球滑動摩擦系數（為乒乓球滑動摩擦系數（滑動摩擦滑動摩擦力力 遠遠大于滾滑動摩擦力遠遠大于滾滑動摩擦力 ，忽略滾滑動摩擦力，忽略滾滑動摩擦力 ）乒乓球質心作勻加速直線運動乒乓球質心作勻加速直線運動滑動摩擦力產生質心加速度（其它力不產生）滑動摩擦力產生質心加速度（其它力不產生）紅雙喜第三階段：乒乓球向回

8、滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程一：質心速度從過程一：質心速度從0增加到等于半徑角速度增加到等于半徑角速度乒乓球質乒乓球質心運動心運動221t gLxga1dtdxt g 10txLtdt gdx01重新定計重新定計時零點時零點紅雙喜第三階段：乒乓球向回滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程一：質心速度從過程一：質心速度從0增加到等于半徑角速度增加到等于半徑角速度乒乓球轉乒乓球轉動動3/mR2JmgRM2221dtdR2g3212tdtR2g3d0121重新定計重新定計時零點時零點tR2g311紅雙喜第三階段：乒乓球向回滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程一：質心速度從過程一：質

9、心速度從0增加到等于半徑角速度增加到等于半徑角速度31131t2g3Rgt過程一結束時過程一結束時Rgg3Rt1113222231t gLx統一統一計時計時111122tgg3Rt3113tR2g3紅雙喜乒乓球做無滑動，純滾動時，滾動摩擦力不作功！乒乓球做無滑動，純滾動時，滾動摩擦力不作功！這時其它阻力不能忽略！所以乒乓球不會永遠滾動這時其它阻力不能忽略！所以乒乓球不會永遠滾動!第三階段：乒乓球向回滾動分析第三階段：乒乓球向回滾動分析過程二：小球勻速滾動（純滾動）過程二：小球勻速滾動（純滾動）如果設其它阻力為如果設其它阻力為 f ,作用在地面可以前面的方法處理作用在地面可以前面的方法處理!紅雙

10、喜擴展內容擴展內容1 1：力不過質心平面：力不過質心平面將力分解為乒乓球質心面（力作用點和乒乓球質心所在平將力分解為乒乓球質心面（力作用點和乒乓球質心所在平面）分量和垂直乒乓球質心面分量面）分量和垂直乒乓球質心面分量乒乓球質心面分量產生的運動分析同上乒乓球質心面分量產生的運動分析同上垂直乒乓球質心面分量給乒乓垂直乒乓球質心面分量給乒乓球產生另一個初始角動量，它球產生另一個初始角動量，它產生的轉動規律可以按照上述產生的轉動規律可以按照上述方法分析（勻減速轉動）。方法分析（勻減速轉動）。F乒乓球的運動是這兩個運動乒乓球的運動是這兩個運動的合成的合成擴展內容擴展內容2 2：力過大造成乒乓球跳躍：力過大造成乒乓球跳躍產生乒乓球跳躍的原因，作用力向下分量過大，造成乒乓產生乒乓球跳躍的原因，作用力向下分量過大，造成乒乓球較大形變。乒乓球恢復形變時給地面的作用力大于乒乓球較大形變。乒乓球恢復形變時給地面的作用力大于乒乓球重力。球重力。分析要點：分析要點：（1）乒乓球作用力與形變關系（可按彈簧近似）乒乓球作用力與形變關系（可按彈簧近似）（2）乒乓球恢復形變時間（查別人的研