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科学 / 物理 / 05

抛体 打靶

一门炮、一面旗:角度和速度,哪个说了算?

ENGINE / PROJECTILE-ENGINE-1伽利略抛物线
靶场舞台63.7 m / 靶距 64 m
64 m64 m
ENGINE PROJECTILE-ENGINE-1 / R = v²·sin(2θ)/g · g = 9.81 m/s²

探索路线

先猜一猜,再动手。

知道抛出去的东西走一条弧线,落地前只受重力。

01

用默认的 25 m/s、45° 打 64 m 靶,先命中一发。

02

只改角度:试 30° 和 60°,比较落点。

03

再只用速度修正落点,感受 v² 的威力。

第一步 · 先猜一猜

25 m/s、45° 能命中 64 m 靶。只把角度改成 60°,炮弹会?

选一个你现在的预测。

第二步 · 观察当前状态

当前读数

初速25.0 m/s
角度45°
射程63.7 m
峰值高度15.9 m
飞行时间3.60 s
离靶距离0.3 m

发生了什么?

射程 63.7 m,正中靶心附近(偏差 0.3 m)。

记录观察

第三步 · 接受一个挑战

1 / 3
01一把靶,两条弹道

目标定在 55 m,分别用 30° 和 60° 各命中一次。

提示

sin(60°) = sin(120°):互补角共享同一条射程公式。

已完成把火力收回来

速度 30 m/s、45° 会打飞 28 m。只调速度,重新命中 64 m 靶。

提示

射程 ∝ v²:91.7 → 63.7 m,把速度乘回 25/30。

03最省力的高抛

25 m/s 打 20 m 近靶:用高抛路线(80° 以上)命中。

提示

sin(2θ) 同样在 9° 和 81° 成立——选高的那个。

安全与范围模拟火炮。请勿对真人、真物或宠物演示弹道。

你看到的是

伽利略发现:抛体是两个运动的合成——水平方向匀速前进,竖直方向被重力匀减速。合成出来正好是抛物线,射程 R = v²·sin(2θ)/g。所以 45° 打得最远,而 30° 和 60°(互为余角)落在同一个点上。瞄准一面旗调参数,你就在用四百年前的弹道学。

动手试试45°、25 m/s、靶 64 m——正中;再看 30° 和 60°:同一落点。固定速度只动角度,找到那条抛物线的天花板。
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