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一道动力学问题

07 / 31 / 2021 (最后编辑于 07 / 31 / 2021)
预计阅读时间 8 分钟

注意:这是一道高中物理题,只遵循人教版高中物理规律,不保证能反映真实情况。
出题人:我

题目描述

在游戏设计中有一个概念叫做 “碰撞箱”,它是指可以对一个实体产生作用的真实空间范围,当实体 AA 的碰撞箱和实体 BB 的碰撞箱接触时,我们便可以通过程序逻辑判断这两个物体间是否产生了某种作用。比如说,当实体 AA 前行的路径上有一个实体 BB 作为障碍物时,我们便可以通过程序逻辑使实体 AA 碰到实体 BB 后不再前进。碰撞箱的用途还有很多,但是为了简化题意,我们粗略的认为两个具有碰撞箱的实体不可以相互穿过,而两个不具有碰撞箱的物体可以相互穿过。疫情期间,小明同学利用课余时间学习了游戏设计,现在他正在设计一个游戏原型,如图所示。实体 AA (简称为 AA )和实体 BB (简称为 BB )一上一下的放置在水平面上,且 AABB 的最右端,AA 的质量 mA=1kgm_A = 1kgBB 的质量 mB=2kgm_B = 2kgAABB 之间的动摩擦系数为 μAB=0.3\mu_{AB} = 0.3AA 和水平面的动摩擦系数为 μA=0.5\mu_A = 0.5BB 和水平面的动摩擦系数为 μB=0.1\mu_B = 0.1 ,初始时两实体均设置了碰撞箱,现给 BB 一个水平向右的初速度 v0=12m/sv_0 = 12m/s 。已知该游戏设计软件的物理引擎可以较好的反映现实世界中的物理规律,水平面上方为真空环境,则:

​ (1) 试求刚开始运动时两实体的加速度。

​ (2) 若两个实体的模型互相重叠,而这种重叠并不是设计者原本的意图,我们称之为穿模现象。若实体 AA 的长度为 lA=1ml_A = 1m ,实体 BB 的长度为 lB=22ml_B = 22m ,高度为 hB=1.25mh_B = 1.25m ,现在由于游戏内容需要,小明同学需要在 t=2.5st = 2.5s 时取消两实体的碰撞箱,试分析两实体停止运动后会不会发生穿模现象(实体不会穿过水平地面)。( g=10m/s2g = 10m/s^2 )

题目图片