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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 【求助大师】动量定理矛盾的疑惑
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Augury

新虫 (初入文坛)

[求助] 【求助大师】动量定理矛盾的疑惑

假设在  光滑的冰面上，
一个人双手侧平举 并各持一个哑铃，
然后双手以 较大的速度 向正前方交汇 ，过程中胳膊保持水平，
使哑铃做圆周运动。

由动量定理 ：人会向后移动，因为人与哑铃组成质点系的质心位置不变，哑铃向前运动，人就会向后运动。（个人认为，请指正）

受力分析：人为哑铃提供向心力，也就是拉力，同时，哑铃也给人拉力，且在上述过程中哑铃给人的合力方向向前。（忽略人的肌肉构造）

疑惑：哑铃给人的合力向前，但人却向后移动， 不矛盾吗？？
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1楼 2012-05-06 16:04:41
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opanane

木虫 (小有名气)
受力分析错误。
在人看来哑铃确实圆周运动，但是此时的人是非惯性系，以人做参考系时需要加惯性力，加上后，哑铃对人的合力方向给人推力。
最简单的，假如人双臂已经张开，刚开始推哑铃时，哑铃由静止开始运动，加速度不是指向人的，哑铃合力对人是推力。
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2楼2012-05-06 16:55:00
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东方天遥

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
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天行健，君子以自强不息
3楼2012-05-06 20:51:36
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sysk

至尊木虫 (正式写手)

混世过客

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Augury: 金币+2, ★★★很有帮助 2012-05-07 14:20:42
这个过程动量守恒定律是不成立的，因为人和哑铃构成的系统不能看作是质点，只能近似按刚体来处理，在你所描述的理想过程中，系统对以人为中心且与地面垂直的轴的角动量是守恒的。因为系统受的全外力矩为零。
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活着是为了修行！
4楼2012-05-06 22:49:04
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sysk

至尊木虫 (正式写手)

混世过客
这个过程动量守恒定律是不成立的，因为人和哑铃构成的系统不能看作是质点，只能近似按刚体来处理，在你所描述的理想过程中，系统对以人为中心且与地面垂直的轴的角动量是守恒的。因为系统受的合外力矩为零。
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活着是为了修行！
5楼2012-05-06 22:50:44
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smy1982

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
分析问题要思路明确：
首先，你要明确你选的参考系是什么？明确你选的研究对象是什么？是单独的人？哑铃？还是质点组系统？然后，对不同的研究对象受力分析，再根据受力情况判断是否动量守恒？角动量守恒？机械能守恒？不守恒的话，再选择利用动量定理或者角动量定理来解决。
根据你的描述，你选的参考系混乱，选的研究对象混乱。
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如果你曾歌颂黎明，那么也请你拥抱黑夜。
6楼2012-05-07 10:15:18
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wangxd0228

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
感觉楼主对动量守恒没有理解，动量守恒是对刚性提说的，任何哑铃的相对运动不是刚性体的运动，你可以仔细的分析一下。
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呵呵
7楼2012-05-08 10:14:10
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khjxy

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
在有转动的情况，还要考虑角动量是否守恒
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8楼2012-05-08 16:46:56
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ryuwen

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Augury: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-05-10 16:08:51
我也说几句，哈。
只分析手开始运动的那一瞬间，此时哑铃的速度为0，因此向心力亦为0；哑铃的加速度指人的前方，因此给人的反作用力指向人的背后，因此人会往后移动。
另外，我的理解是，假设冰面的摩擦力为0时，人和哑铃的系统动量总是守恒的，无论是看作质点，刚体还是非刚体。区别在于对刚体动能也守恒；对非刚体，动能不守恒。
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9楼2012-05-09 15:49:17
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