自由落体运动

分析:根据自由落体运动的概念,当物体在自由落下时,在垂直方向的运动位移S与时间t的关系为:(g=9.8为重力加速度),为设计“返回”到原始状态的动画,将以一段线段的长度作为时间。

操作:

A.         绘制初始位置:在几何作图工具栏上,单击绘制点图标,在工作区绘制点P。

B.        定义时间:

a)     在P点选中状态下,单击“定义自变量”图标,出现对话框,设置:当前值为1,范围为0~4。

b)    确认后获得“自变量12”,即自由落体的时间。

C.        计算物体从起点P开始,经过一定时间(自变量12)的下落距离:

a)      根据自由落体运动的公式,单击定义函数变量图标,出现函数定义对话框,设置相关参数:输入f(x)= 9.8*x^2/2、变量数为1,变量x选择为“自变量12”。

b)      确认后,获得“变量13”,即下落距离。

D.        绘制物体下落一定时间(自变量12)所在位置:

a)      根据“变量13”定义矢量:单击图标,出现矢量定义对话框,选择“矢量长度”为“变量13”,“矢量角度”为-90°,确认获得“矢量14”。

b)      选中点P,单击平移图标,在平移对话框中选择“矢量14”,确认获得点O。

c)      选中点O,点击图标,绘制圆O,并填充为红色。

绘制起始位置

定义自由落体的时间(自变量12)

获得物体的下落位置

E.         绘制物体的运动轨迹:

a)      先选中“自变量12”,再选中O点。

b)      单击绘制轨迹的图标,出现对话框,设置“取样数量”为30。

c)      确认后,获得物体自由落体的运动轨迹。

F.         触发动画:

a)      返回初始位置:单击“自变量12”下方的返回起点按钮,小球返回到起点(P点位置)。

b)      自由落体动画:单击“自变量12”下方的变化按钮,可以发现:随着“自变量12”(即时间)的变化,小球开始自由落体运动。

G.        最后修饰一下所创作的图形动画:在小球“落地位置”绘制一个地面图形,并合并到动画组中。

返回起始位置

物体自由落体的运动轨迹