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数学与学习

抛体运动计算器

按初速度、角度和初始高度计算理想抛体的射程、飞行时间与最大高度,采用恒定重力且忽略空气阻力。

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01 / 你的发射条件

m/s

范围为每秒的0的至的1,000 米。

度

0°的为水平,90°的为竖直向上。

m

范围为的0的至的100,000 米。

m/s²

使用题目给定值,如的9.8。允许范围:0.001–100。

同一模型,统一单位。 速度使用米/秒,高度使用米。物体落在 y = 0 的水平地面上。

此教学模型假设重力恒定且无空气阻力,不考虑风、阻力或动力飞行,不能用于预测真实世界的轨迹。

02 / 你的结果

40.789 m落地水平射程飞行时间的2.884的s
10.197 m离地最大高度高于发射点的10.197的m
  • 到达最高点的时间1.442 s
  • 落地速度20 m/s
  • 落地时与水平面的夹角-45°
飞行过程中的位置(近似值)
时间(s)距离(m)高度(m)
000
0.4816.7985.665
0.96113.5969.064
1.44220.39410.197
1.92327.1929.064
2.40333.9915.665
2.88440.7890

高度以地面为基准;落地角度为负表示方向向下。显示结果经四舍五入。

计算原理

将初速度分为水平分量 v cos θ 和竖直分量 v sin θ。模型采用 x(t) = v cos θ × t,y(t) = h₀ + v sin θ × t − ½gt²,直到落地 y = 0。假设重力恒定,无空气阻力、风或升力。

飞行时间取落地方程的非负解,射程为水平速度乘以时间。最大高度从落地地面计量,结果另显示相对发射点的上升高度。

试算示例

初速度 20 米/秒、角度 45°、从地面发射、g = 9.80665 米/秒² 时,理想飞行时间约 2.88 秒,射程约 40.79 米,距地面的最大高度约 10.20 米。

如何使用此计算器

  1. 输入以米/秒计的初速度和相对水平面向上的发射角,角度范围为 0° 至 90°。
  2. 输入发射点高于落地地面的高度(米),以及正的重力加速度(米/秒²)。所有输入均采用这些国际单位。
  3. 点击计算轨迹,查看落地时间、水平射程、距地面最大高度,以及飞行过程中的采样位置。

常见问题

包含空气阻力或风吗?

不包含。模型采用恒定向下重力,忽略阻力、风和升力,用于基础物理中的理想运动;实际飞行可能与数值估算不同。

最大高度从发射点开始量吗?

最大高度从落地地面 y = 0 开始量。结果也会显示相对初始高度额外上升的距离。飞行时间在物体到达该地面时结束。

45° 发射一定最远吗?

只有在发射和落地等高、速度固定、重力恒定且无空气阻力的模型中才成立。初始高度改变时,条件也会变化。本工具计算您输入的角度,不寻找最优角度。

延伸阅读: 原始参考资料(英文)