通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

广告

结果

初始发射速度 v
36.16
m/s
初速度 130.176 km/h
飞行时间 t 6.387 s
射程(水平距离)l 115.47 m

这个计算器能做什么

本工具用于求解经典的抛物线(抛体)运动问题:物体从地面以固定角度发射,上升到已知的最大(顶点)高度。只要输入发射角和最高点高度,它就能算出初始发射速度、总飞行时间和水平射程。计算假设没有空气阻力,且轨迹平坦对称,因此物体最终会落回与发射点等高的位置。这套物理规律在任何地方都同样适用,没有地区或国家差异。

抛体轨迹弧线,显示发射角 theta、顶点高度 h 和水平射程 R
关键量:发射角 \(\theta\)、最高点高度 \(h\) 和水平射程 \(R\)。

使用方法

填入发射角(单位为度,取值在 0 到 90 之间)、顶点高度(单位为米),以及重力加速度(单位为 m/s²,默认值 9.80665 为地球标准重力)。点击"计算",即可看到以 m/s 和 km/h 两种单位表示的速度、以秒为单位的飞行时间,以及以米为单位的射程。

公式详解

在轨迹最高点,竖直方向速度为零,因此由竖直方向的运动学关系可得 \((v\cdot\sin\theta)^2 = 2gh\),从而 \(v = \sqrt{2gh} / \sin\theta\)。上升到最高点所需时间为 \(v\cdot\sin\theta/g\),整个飞行时间是它的两倍:\(t = 2\sqrt{2gh}/g\)。射程等于水平速度乘以飞行时间:\(l = t\cdot v\cdot\cos\theta\)。令 \(S = \sqrt{2gh}\),则 $$v = \frac{S}{\sin\theta}, \quad t = \frac{2S}{g}, \quad l = t\cdot v\cdot\cos\theta$$

在发射角 theta 处速度分解为水平分量和竖直分量
发射速度 \(v\) 分解为水平分量(\(v\cos\theta\))和竖直分量(\(v\sin\theta\))。

计算实例

设 \(\theta = 60°\),\(h = 50\,\text{m}\),\(g = 9.80665\,\text{m/s}^2\): $$S = \sqrt{2\times 9.80665\times 50} = 31.3155\,\text{m/s}$$ 由于 \(\sin 60° = 0.866025\),\(\cos 60° = 0.5\),初速度为 \(31.3155/0.866025 = 36.16\,\text{m/s}\)(约合 \(130.18\,\text{km/h}\))。飞行时间为 \(2\times 31.3155/9.80665 = 6.387\,\text{s}\),射程为 \(6.387\times 36.16\times 0.5 = 115.47\,\text{m}\)。

常见问题

发射角为 90 度时会怎样? 此时物体竖直向上运动,\(\cos\theta = 0\),水平射程为零,物体会原地落回发射点。

空气阻力会影响结果吗? 会。在现实中,空气阻力会同时缩短射程和降低最高点高度。本计算器忽略空气阻力,给出的是理想真空状态下的数值。

为什么给出两种速度单位? km/h 数值(即 \(v \times 3.6\))只是把同一个初速度换算成日常更熟悉的单位而已。

最后更新: