《2022年9月溫州市“搖籃杯”高中物理競賽第10題解析及運動模擬》。
01
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標題與分析
分析：
02
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運動模擬
設置固定連接的藍色水平板與垂直板，設置彈簧和小球連接，放置在水平板上，設置彈簧原始長度為10，剛度系數為10，重力加速度為10（為了計算對比方便），設置水平板和小球的動、靜摩擦系數為0，設置電機連接水平板，設置電機角速度為0.01，設置小球的質量作為變量輸入，測量小球的Y坐標，顯示在Yt圖像中，跟蹤小球的運動軌跡。
當輸入小球的質量為5（即恰好l0k=2mg）時，運動模擬結果如下：
可以發現，小球的高度是逐漸增大的，并且高度增加的速度越來越慢，后期高度幾乎保持不變。
當小球質量輸入為2時，運動仿真結果如下：
可以發現，小球的高度一直在明顯的增加。
當小球質量輸入為8時，運動仿真結果如下：
可以發現，小球的高度是先增加，然后減小的。
另外，通過觀察小球的運動軌跡可以看出，當小球的質量增大時，小球在水平板上來回振動的效果更加明顯，這種情況并不符合動態平衡模型物理競賽運動學，降低電機轉動的角速度會讓小球更加接近動態平衡模型。
當小球質量為5時，設置電機角速度為0.05進行運動仿真，與角速度為0.01的運動對比，可以明顯看出角速度為0.01的運動更貼近動態平衡模型。設置較小的角速度會增加運動仿真時間物理競賽運動學，因此沒有嘗試模擬較小角速度的小球運動。
