这样研究球体运动可以么?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/26 16:34:53
下学期初2升初3,我参加了一个探究性实验活动,我那天看见网球落地又回弹再次落地又回弹(总之就是在地上不停地弹起来落下去,不知道怎么简洁表述这个运动),我灵感突然袭来,想就这个现象来研究一番,通过我目前知道的物理知识,我知道落地和回弹的过程是匀变速直线运动,但是我似乎感觉到他们每次弹起的最高点的变化一定也有规律,而且我如果用实验(比如用秒表、长皮尺再加个DV)来测出它每次弹起的高度,或者是用什么算式来推算它的路程、弹跳的时间、平均速度再结合实验的结果进行分析,最后得出一些数字的结果。这样可以做到么?(还有一个小问题:这样的结果能不能反过来判断一个球体或者地面的弹性?)大哥大姐老师们,请来帮帮忙为我讲解一下……感激ING^-^
我不想研究得很高级,只是想通过一些粗略的数据来分析而已,不知道是不是可行

我基本同意 wjn1201mao 的观点。再做些补充。希望对你有所帮助和启发。

中学阶段的物理题目,都是在“理想”情况下来处理问题。比如你想做的实验,中学题目中通常
1)忽略球与地面碰撞时的能量损失
2)忽略空气阻力
3)即使不忽略空气阻力,但认为空气阻力恒定
4)即使不认为空气阻力恒定,但认为空气阻力与速率成正比。
而你将进行的实验,是一个“实际”的问题,而不再是理想问题。
在这个实际的实验中:
5)球与地面碰撞过程中,存在能量转化。球机械能部分地转化为 地面、球、空气的热能。而转化百分率 是很难用简单的数学形式描述的。
6)空气存在阻力。这个阻力 随球的速率的增加而增加,但不是“严格”的正比关系。可近似认为成正比。在物理上求解这种特点的阻力,需要用到 “微积分”,需要到大学阶段才能学到。(高中也会学,但只学点皮毛而已)。
7)空气会存在水平方向的流动,比如存在微风。这样的微风虽然人感觉不到,但是皮球能感觉到。这将导致皮球的运动不是简单的 垂直方向的运动。每次的落地点很难相同。
8)实验测量误差问题。比如用简单的手功计时(秒表等)引入的误差 大到了影响 结论的程度。还有高度的测量,用眼睛测高度,引入的误差也大到了影响结论的程度。至少要使用摄象机之类的装置,才能尽量克服和减小误差的干扰。

基于以上考虑,你的实验 很难。首先克服实验测量上的困难,必须是在室内,还要使用摄象机之类的装置,通过摄象机的回放来测量时间和高度。之后就是理论上的困难了,就是我前面列出的 1)-4),它们在实际问题中都不成立。因此,起落高度的变化 不会呈现出 简单的规律。

但或许存在近似规律。比如 第 n 、n+1、n+2 次的跳起高度 h h1 h2 可能满足
h2/h1 > h1/h。如果这个规律成立,那么说明:皮球速率越大,阻力越大,甚至近似成正比。皮球与地面碰撞过程的机械能损失 也随相撞时的速率的增大而增大。

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你所说 的 “反过来 判断球体和地面弹性的问题”。这个问题相对容易些。
比如 相同的地面 不同的球(但体积差别很小),相同高度开始