高中物理加：台球中的物理

Part1台球的魅力

台球是碰撞、旋转和力度的艺术。碰撞，是台球的基本内容；旋转，让台球走出想要的路线；力度，是技艺的表达。

Part2台球的碰撞

台球是石头做的，它们之间的碰撞可近似看成弹性碰撞。弹性碰撞就是碰撞前后，机械能没有发生变化，由于时间非常短，基本上认为是动能保持不变，即：

考虑到每颗台球的质量是相等的，就可以简化为：

简化得

碰撞过程动量守恒，故

简化得

在台球的碰撞中，(3)(5)就是其基本方程了。

Part3正碰

台球的碰撞是复杂的，碰完之后，白球和目标球可能朝着不同方向运动。如果考虑最简单的情况，那就是正碰。所谓正碰，指的是碰撞前后，物体的运动都在一条直线上，又称为对心碰。在这种情况下，(5)式的矢量运算，可以简化为代数运算，即

联立(3)(6)，解得

这就意味着：质量相等的两个物体发生弹性正碰，两个物体交换速度。

假设白球、目标球、袋口三点一线，为了把目标球打进袋，则需要白球和目标球发生正碰。目标球的初始速度为零，即，根据(7)(8)可知，碰撞后目标球的速度等于白球碰撞前的速度，而白球则原地停下来。

需要注意的是，这个计算结果是忽略了球台与台球之间存在摩擦、忽略了台球具有一定大小而可以旋转的。为了更加准确地理解台球的运动，还需要把这两个重要的影响因素考虑进去，这是后话。

Part4斜碰

如果两个台球碰撞的瞬间，台球的球心相对于台球的速度并不通过的球心，则两球碰撞前后的运动并不会保持在同一直线上，这种碰撞称为斜碰。

考虑白球以一定速度与静止的目标球发生斜碰，如图所示。碰撞前瞬间，将白球的速度分解为沿球心连线方向的速度、垂直连线方向的速度。

沿球心连线方向，两球交换速度；垂直球心连线方向，忽略两球之间的摩擦，白球的速度保持不变。结果是：碰撞结束后，两球沿着相互垂直的方向分开。这个结论，是控制白球走位的重要依据之一。

需要注意的是，尽管白球和目标球以相互垂直的方向分开，但这并不意味着白球一定沿着这个方向走下去，因为还要考虑碰撞之后的旋转和摩擦造成的影响。

Part5最后

台球中的物理，还有一些高中物理能解决的问题，我们留待下期再续。

鉴于本人知识有限，兼之做事不细心，出错在所难免！欢迎各位指出错漏，感激不尽！