为什么篮球会滚动?

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篮球具有可滚动的特征是由其构造所决定的,作为圆形物体,当在水平方向受到外力作用时必然会产生一个旋转的力矩使球发生滚动;其次,从日常生活中的经验也可以得到验证,抛出的足球总是呈弧线状态飞行,而排球则总是呈近似直线的运动状态。对于具有一定质量的静止物体,当其在外力的作用下由静止状态变为运动状态时,如果物体的形状是曲面且其重心位于圆心处(类似乒乓球),那么物体将会保持平衡并做绕轴转动,这种情形下外力提供的动力将完全用来克服由于摩擦而产生的阻力,从而使得物体能够持续的运动下去;反之,如果物体是质点或者其形状是直线,那么它将做直线运动。 由此可知,篮球之所以会滚动是因为其形状是曲线而非质点或直线,且其在运动过程中受外力作用。值得注意的是,尽管篮球运动时存在摩擦,但因其形状弯曲,故对运动的阻碍效果并不明显,因此我们才会看到篮球的连续滚动。

需要指出的是,上述分析中所说的“外力”不仅包括外部施加的力,而且也包括内部产生的不平衡力,例如当投篮时投出的篮球由于空气阻力和出手角度等原因导致其内部会产生不平衡力的现象,此时若不加注意就很容易造成错误判断。

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任何物体在地面上的运动形式有两种,即滑动或滚动,篮球在地面运动,具有一定的初速度,如果摩擦力大,篮球在地面上滑行很近的距离便停住;若滚动摩擦比较小(如:在地板上),则在受到较小摩擦力的作用下,篮球就会一直滚动。所以,篮球在地面一开始便以滚动的形式运动,即:其接触面(地面和球的接触点)的速度相同,它们之间的相对速度等于零,这样可以减少滑动摩擦。

因此,篮球的形状以及它和地面之间的相对运动的速度决定了篮球要通过滚动的形式来进行运动。

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