投篮中的篮球运动轨迹分析ANALYSIS OF BASKETBALL TRAJECTORY IN SHOOTING
项姿睿,桑芝芳
摘要(Abstract):
本文考虑了投篮运动中空气浮力、空气阻力和马格努斯力对篮球的作用,建立了投篮过程中篮球运动的动力学模型,计算了前旋、后旋等多种情况下的篮球运动轨迹方程,借助Matlab软件对篮球的运动轨迹进行求解与绘图,结合图像分别讨论了空气阻力、马格努斯力、角速度、抛射角等因素对篮球射高、射程和轨迹的影响。在理论分析的基础上,借助Tracker软件进行实验以获取真实投篮过程中篮球的运动轨迹与相关参量,说明理论分析与实验数据符合得较好。
关键词(KeyWords): 轨迹方程;空气阻力;马格努斯力;角速度;抛射角
基金项目(Foundation): 江苏省教育科学“十四五”规划2021年度课题“基于师范专业认证的教育类实践课程表现性评价研究”(B/2021/01/39)
作者(Author): 项姿睿,桑芝芳
参考文献(References):
- [1] 赵芸赫,马宇翰.旋转球体在空气中的运动轨迹:由2020年北京高考物理14题引发的思考[J].物理与工程,2021,31(2):79-86.ZHAO Y H,MA Y H.Trajectory of a rotating sphere in the air-thoughts from the question 14th of Beijing college entrance examination of physics in the 2020[J].Physics and Engineering,2021,31(2):79-86.(in Chinese)
- [2] 赵孝保.工程流体力学[M].3版.南京:东南大学出版社,2012:162.
- [3] 莫乃.工程流体力学[M].武汉:华中科技大学出版社,2015:176-177.
- [4] ALLEN E J.Approximate ballistics formulas for spherical pellets in free flight[J].Defence Technology,2018,14(1):1-11.
- [5] 刘大为.球体飞行轨迹异常的探讨[J].大学物理,1987(1):43-45.LIU D W.Discussion on abnormal flight path of sphere[J].College Physics,1987(1):43-45.(in Chinese)
- [6] 郝明.探究旋转对篮球投篮命中率的影响[J].中学物理教学参考,2017,46(14):42-43.HAO M.Research on the influence of rotation on basketball shooting percentage[J].Teaching Reference of Middle School Physics,2017,46(14):42-43.(in Chinese)