拋射運動和動能

1·預測

如果你更快發射球,它發射時的動能和最大高度會如何改變?

2·設定

  1. 開啟拋體模擬預設並按下「重設」。
  2. 啟用速度探頭和高度讀數。
  3. 設定下面每個試驗的啟動速度,按「播放」,然後記錄峰值。

3·收集數據

質量 m (kg)發射速度v (m/s)KE = ½mv² (J)最大高度h (m)
1.008.00
1.0010.00
1.0012.00

繪製最大高度h(Y軸)相對發射時動能KE(x軸)的關係圖。

4·分析

  1. 寫出計算過程,求出其中一次試驗的KE = ½mv²,並與模擬的動能讀數進行比較。
  2. 描述發射動能與最大高度之間的關係。是線性的嗎?引用表格中的數字。

5·擴展

  1. 在固定速度下,什麼發射角度可以提供最大的最大高度?解釋一下為什麼。
  2. 真正的彈體不會達到您的表格預測的高度。缺失的能量去哪了?

這個實驗背後的物理原理

動能

發射時的運動能量,來自您為每次試驗設定的質量和發射速度。

重力位能

在球的最高高度儲存的能量。透過機械能守恆,這應該等於忽略空氣阻力時發射時的動能——這就是您的數據表正在測試的關係。

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