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 — 高度从地板测量，而不是从发射点测量，所以它包括球的固定1.2米发射高度。
- 设置下面每个试验的发射速度，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
在球的峰值高度处存储的能量，从球距离地面的高度读取——不是从发射点读取。因为这次发射是有角度的（不是直向上），只有发射速度的竖直分量转化为高于发射点的额外上升：在这个角度它承载了64%的发射动能（其余部分保持水平运动，在峰值处仍然存在）。但读数的高度也包括球固定的发射高度1.2 m（距离地面），所以峰值处的PE是m·g·(1.2 m + rise)——不只是发射动能的0.64×，而且它们之间的比值随速度变化，而不是保持固定。