抛射运动和动能
1·预测
如果你更快地发射球,它发射时的动能和最大高度将如何变化?
- 两者均增加
- 它们保持不变
- 动能增加但高度保持不变
2·设置
- 打开射弹模拟并按“重置”。
- 启用速度探头和高度读数。
- 设置下面每个试验的启动速度,按“播放”,然后记录峰值。
3·收集数据
| 质量 m (kg) | 发射速度v (m/s) | KE = ½mv² (J) | 最大高度h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
绘制最大高度h(y轴)相对发射时动能KE(x轴)的关系图。
4·分析
- 写出计算过程,求出其中一次试验的KE = ½mv²,并与模拟的动能读数进行比较。
- 描述发射动能与最大高度之间的关系。是线性的吗?引用表格中的数字。
5·扩展
- 在固定速度下,什么发射角度可以提供最大的最大高度?解释一下为什么。
- 真正的射弹不会达到您的表格预测的高度。缺失的能量去哪儿了?
这个实验背后的物理原理
动能
发射时的运动能量,来自您为每次试验设置的质量和发射速度。
重力势能
在球的最高高度处储存的能量。通过机械能守恒,这应该等于忽略空气阻力时发射时的动能——这就是您的数据表正在测试的关系。