物理建模论文

1、物理建模论文Newly compiled on November 23, 2020影响实心球射程的因素讨论摘要理论分析表明，在实心球出手时有三个重要因素会影响实心 球的射程，它们分别是出手高度、出手角度和出手初速度。本文则通过 模拟实验与理论分析，分别研究了出手高度、出手角度和出手初速度对 实心球射程的影响情况。据此，对初中生练习实心球提出一些简单建 议，供他们在训练中进行有针对性的练习。一、问题的提出随着教育事业的发展，德、智、体、美、劳全面发展目标的提出，投 掷实心球被列为中考招生的体育考试项目之一。大多数考生认为力气大， 实心球就可投掷的远。可在实践中发现，事实并非如此。那么，在实心球

2、出手时，到底有哪些因素在影响实心球的射程呢二、理论分析图1:实心球运动原理示意图图1为实心球出手后的运动原理示意图，此图忽略空气阻力的影响。 其中x是实心球的水平方向运动距离，V。是实心球出手时的初速度，e是 出手角度（或叫投掷角度），即实心球出手运动方向与水平方向的夹角，h 是出手高度，即投掷者的躯干和四肢的各个关节都彻底打开时手指根能达 到的最高点高度，g是重力加速度，取值为g=9.8“s：从运动学原理可以计算出实心球水平方向运动距离S的表达式，计算 过程如下；实心球出手水平初速度：实心球出手垂直初速度：=%sin。，一匕 _ %sin6实心球出手到最高点用时：1 s gv0- sill

3、20X =.实心球第一阶段水平运动距离：2g22 c、, ， sin 6(g，2)- =2g(/? + -)根据方程：gv0 cosJv02 sin? + 2gh*2 =匕2 =可得实心球从最高点到落地用时:实心球第二阶段水平运动距离:.实心球水平方向运动距离:从关系式可以看出，影响射程X大小的因素主要有三个，分别为出手 初速度Vo、出手高度h、出手角度8。为说明各个因素对射程的影响情况，我利用几何画板通过控制变量法 对这个问题进行了模拟实险论证。三、实验与探究现在，初中生的出手高度基本上集中在之间，出手初速度主要集中 在s11m/s之间，出手角度为090 o假设某位同学的出手高度为h （h在

4、之间），出手初速度v （v在s 11m/s之间，注：h、v为定值），改变出手角度8,观察投掷距离的变化 情况。我将实心球抛出后的运动轨迹用几何画板动态的显示出来，发现当 6为0时，实心球的运动为平抛运动，S为一个不为0的值，将它记作 S1；当8增大时，S随着增大；当e增大到40时，S达到最大值，记作 S2；当8从40继续增大到90时，S逐渐减小，最终变为0.据此，我画 出了投掷距离s随出手角度e变化的曲线图，如图2.图2投掷距离随出手角度变化的曲线图a 3投掷距离随出手高度变化的图像当改变出手高度h的值，保持出手初速度v和出手角度6不变时，在 几何画板上动态显示实心球的运动轨迹，可以发现随着出

5、手高度的增加， 投掷距离也在增加，它们的关系如图3所示。至于出手初速度对投掷距离的影响情况，我凭借现有条件和已知知识 还无法进行实验论证，因为我无法确定实心球的初速度，但是由生活经脸 可知，出手初速度的大小主要由双手给实心球的力来决定，实心球受到的 力越大，初速度就越大，随之，投掷距离也就越大（注；此时出手高度和 出手角度保持不变）。四、结论通过以上实验探究，我得出下列三个结论；1 .初中生的最佳投掷角（即保持出手高度、出手初速度不变，投掷距 离最远时的出手角度）约为40 ,当出手角度为最佳投掷角时，投掷距离 最远，成绩最好。2 .投掷距离随着出手高度的增加而增加，投掷距离与出手高度成正比 关系。3 .投掷距离随着出手初速度的增加而增加，投掷距离与出手初速度成 正比关系。五、总结与反思以上探究表明，在影响实心球射程的三个因素中，出手高度影响程度 最小，因为出手高度对于每一位同学来说都很稳定，不易改变（人的身体 在短时间内不会发生大的变化）。实心球的投掷距离随出手角度的变化有 一个最大值，当投掷角度为40左右时，投掷距离最大。影响实心球投掷 距离的另一个主要因素是球的初速度，初速度越大，投掷距离就越远。提 高初速度的方法是加强力量训练，达到最佳投掷角度的方法则需要掌握技 术要领和反复的揣摩练习，提高信心，形成正确的动作定型。通过这次探究，我学到了一些物理建模的方法，并将课本