求质点的运行轨迹
摘 要
本文是解决的是质点的运行轨迹问题,在不计空气阻力的情况下,为了求解
物体在空气中运动的相应若干物理量,我们建立了一个最优化模型。物体的形
状和大小可以忽略时,我们可以把该物体视为具有一定质量的几何点,即质点.
运动学的基本问题是:已知质点的运动学方程,求质点的轨迹、速度和加速度;
已知质点的速度或加速度求质点的运动方程和轨迹,而我们要解决的就是已知速
度求质点的运动方程及轨迹问题。我们通过分析问题中的已知条件,找到其中
的变量,目标函数和约束条件,从而对问题建立数学模型,利用 Matlab 软件
求解。在本问题中质点做空气阻力忽略不计的斜抛运动,出射角有多值,加速
度有多值,从而物体显示出不同的运动轨迹。
关键词:运行轨迹、物理量、目标函数、约束条件、数学模型
(一)问题重述
1.1 问题背景:
物体以抛射角 θ,速度 v 抛出,落点与射点在同一平面内,且不计空气
阻力。
1.2 需要解决的问题:
物体在空气中飞行的时间、落点距离和飞行的最大高度并画出质点的运
动轨迹。(θ=25/35/45/55/65/75/85;v0=50m/s、100m/s)
(二)问题假设
假设 1:空气阻力忽略不计
假设 2: 物体为质点
假设 3: 重力加速度为 9.8m/s^2,物体斜抛过程中加速度保持不变
(三)符号表示
符号 符号说明
v0
初速度