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物理 × 可视化

抛体运动计算器

输入速度、角度和重力,抛物线立即飞起。射程、最高点和飞行时间瞬间算出。

输入

m/s
°
m

忽略空气阻力(理想抛体运动)。

结果

射程 R
40.79 m
最大高度 H
10.2 m
飞行时间 T
2.884 s
到达顶点时间
1.442 s
落地速度
20 m/s
落地角度
45°
水平分量 v₀ₓ
14.14 m/s
竖直分量 v₀ᵧ
14.14 m/s
v₀ₓ = v₀·cos θ  |  v₀ᵧ = v₀·sin θ
H = h₀ + v₀ᵧ² / (2g)
R = v₀ₓ · T
T = (v₀ᵧ + √(v₀ᵧ² + 2g·h₀)) / g

轨迹

0102031410611水平距离 (m)高度 (m)顶点 10.2m落点 40.79m

关于此工具

本计算器模拟理想抛体运动:以某一速度和角度发射的物体,在没有空气阻力的情况下仅受重力作用而运动。输入发射速度、角度、初始高度和重力加速度(地球、月球、火星、木星或自定义值),即可立即得到射程、最大高度、总飞行时间、到达顶点时间、速度分量和落地速度。SVG 动画绘制抛物线轨迹,并标出顶点和落点。全部在浏览器中运行。

使用方法

  1. 1 以米每秒输入发射速度 v₀。
  2. 2 用滑块或输入框将发射角 θ 设在0°到90°之间。
  3. 3 可选地设置初始高度 h₀,并选择重力(地球、月球、火星、木星或自定义)。
  4. 4 查看射程、高度和时间,然后点击播放观看物体沿抛物线飞行。

工作原理

发射速度被分解为水平分量 v₀ₓ = v₀·cos θ 和竖直分量 v₀ᵧ = v₀·sin θ。水平方向匀速运动,竖直方向在重力加速度 g 作用下匀加速运动。 从地面发射(h₀ = 0)时:最大高度 H = v₀²·sin²θ / (2g),射程 R = v₀²·sin(2θ) / g,飞行时间 T = 2·v₀·sin θ / g。当初始高度 h₀ 为正时,落地时间由 h₀ + v₀ᵧ·t − ½g·t² = 0 的正根求得,即 T = (v₀ᵧ + √(v₀ᵧ² + 2g·h₀)) / g,射程为 v₀ₓ·T。由于忽略空气阻力,轨迹为完美的抛物线。

常见问题

哪个角度射程最远?

当发射和落地高度相同(h₀ = 0)时,由于 sin(2θ) 在90°时最大,45°射程最远。如果从高处发射,最佳角度略小于45°。

包含空气阻力吗?

不包含。这是没有阻力的理想抛体运动,轨迹是精确的抛物线。真实物体由于空气阻力飞得稍近,但大多数物理课程使用这个理想模型。

可以改变重力吗?

可以。选择地球(9.81)、月球(1.62)、火星(3.72)或木星(24.79) m/s²,或输入任意自定义值,研究重力如何影响飞行。

落地速度是什么?

它是物体落地时速度的大小,由恒定的水平分量和竖直分量 v₀ᵧ − g·T 合成。当 h₀ = 0 时等于初速;有初始高度时则更大。

相关工具

用图形绘制器把抛物线画成函数,在公式求解器中探索物理公式,或在工具页面浏览更多科学计算器。