斜面上的物块运动 · 物理互动仿真课件

v-t 图(速度-时间)
s-t 图(位移-时间)
0.00 / 0.00 s
实时数据
—
时间 t0.00 s
位置 s0.00 m
高度 h0.00 m
速度 v0.00 m/s
加速度 a0.00 m/s²
动能 Ek0.00 J
势能 Ep0.00 J
机械能 E0.00 J
摩擦生热 Wf0.00 J
边界耗散 Wb0.00 J
受力分析(N)
重力 G = mg0.00
支持力 N0.00
下滑分力 mg·sinθ0.00
垂直分力 mg·cosθ0.00
摩擦力 f0.00
合外力 F合0.00
边界约束力 R0.00 N
预设场景
斜面参数
°
m
物块参数
kg
-
-
初始状态
m
m/s
重力环境 g
视图显示开关
实时物理公式
—
物理结论卡
—
重力 G 重力分量 mg·sinθ / mg·cosθ 支持力 N 摩擦力 f 合外力 F合 速度 v 加速度 a 物块(· 质心) s 轴以斜面底端为原点、沿斜面向上为正

使用说明

  • 播放控制:「▶ 播放 / ⏸ 暂停」或按空格键;「⏭ 单步」每次前进 0.02s,可捕捉最高点瞬时状态;拖动进度条可回放到任意历史时刻。
  • 速率:0.25×~4× 五档倍速,配合单步适合课堂讲解。
  • 拖拽物块:未播放时,鼠标悬停物块变为抓手,沿斜面拖动可直接设置初始位置 s₀。
  • 参数联动:播放中修改参数会自动暂停并提示,点击「重置」或「播放」后以新参数生效;未播放时修改参数画布实时联动。
  • 摩擦因数约束:恒保证 μk ≤ μs,若输入 μs < μk 会自动修正并提示。
  • 自锁判据:tanθ ≤ μs 时物块静止自锁(静摩擦 f = mg·sinθ);上滑到最高点 v=0 后同样按此判据决定是否反向下滑。
  • 边界:物块到达底端(s=0)即停止;冲出顶端(s=L)时提示并锁定在顶端。
  • 能量账目:E₀ = Ek + Ep + Wf + Wb。Wf 为滑动摩擦生热;Wb 为物块撞到斜面端点后被制停所耗散的动能。能量量值见「实时数据」面板。
  • 图表区:v-t / s-t 图虚线为全程理论曲线、实线为已播放部分,光标点随动画同步。