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中科院力学研究所

 

无处藏身 乒乓球投篮 慢速比赛 巧扎气球 动物爬绳赛


乒乓球投篮赛

1.游戏说明
  首先做好斜面,参加活动的学生从斜面上的发球区静止释放乒乓球,允许在斜面中线以上的位置插上大头针(最多5根)以改乒乓球的路径。如何才能让乒乓球到达分数高的得分区?
工具和材料:乒乓球,5个大头钉。


2.原理说明

  这一活动要求学生考虑碰撞、摩擦、运动轨迹等问题,需要考虑在什么位置设置大头钉等。
  如果没有大头针,只会得1或2分。用大头针改变乒乓球的运动路径,有可能得高分。理论上有最优解,但是在活动现场中学生不会做也没有时间做精确的分析计算,这就需要看他们处理问题的方法和策略。
  大头针具体的位置千变万化,但是有几个原则。首先要考虑大头针在竖直方向上的疏密,其次要考虑在水平方向上的距离。第1根大头针要让乒乓球向左运动,同时要使乒乓球具有较大的向左的速度分量。因此如果第1根大头针位置较高离发球区太近,乒乓球碰到时速度较小,获得的水平速度分量就很小。但是如果第1根大头针位置较低离发球区太远,乒乓球碰到时速度较大,又容易飞跑,不好控制。
  可以看到每根大头针的位置都需要综合考虑,前后相互关联。表面上很简单的题目,实际上有很复杂的道理。
  实际操作时可以先大致想象5个大头针的位置,然后通过试验从上到下逐个调整。