抛体运动
抛体运动把恒定的水平速度与重力引起的竖直加速度结合在一起。好的模拟能让你同时看到这两个分量,并把图像与弯曲轨迹联系起来。
水平和竖直运动彼此独立
在理想抛体运动中,重力只改变竖直方向的运动。水平方向速度保持不变,因此你可以分别分析 x 和 y,再把它们组合成一条完整轨迹。
为什么轨迹是抛物线
因为水平位置随时间线性变化,而竖直位置随时间呈二次变化,所以轨迹会成为抛物线。改变发射速度或角度会拉伸曲线,但重力始终提供相同的向下加速度。
在模拟中连接模型与现象
用模拟以不同角度发射物体,并比较射程、飞行时间和最大高度。观察实时 SI 读数如何把“独立运动”直观地呈现出来。
自由落体与抛体运动
无论扔下什么东西——一枚硬币还是一个保龄球——重力都会以完全相同的速率加速它们,所以它们会同时落地。如果你把一个物体水平抛出,它下落的速度依然一样快,因为它的水平运动和下落运动彼此完全没有影响。
h = ½ · g · t²
- h — 下落高度 (m): 物体从起点下落的距离
- g — 重力加速度 (m/s²): 下落速度每秒增加的快慢——对每个物体都相同
- t — 时间 (s): 物体下落所经过的时间
一个球从静止开始下落,下落了2秒。它下落了多远?(取 g = 9.8 米每二次方秒)
- t = 2 s
- g = 9.8 m/s²
- h = ½ · g · t²
- h = 0.5 × 9.8 m/s² × (2 s)²
h = 19.6 m