《2022年9月温州市“摇篮杯”高中物理竞赛第10题解析及运动模拟》。
01
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标题与分析
分析：
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运动模拟
设置固定连接的蓝色水平板与垂直板，设置弹簧和小球连接，放置在水平板上，设置弹簧原始长度为10，刚度系数为10，重力加速度为10（为了计算对比方便），设置水平板和小球的动、静摩擦系数为0，设置电机连接水平板，设置电机角速度为0.01，设置小球的质量作为变量输入，测量小球的Y坐标，显示在Yt图像中，跟踪小球的运动轨迹。
当输入小球的质量为5（即恰好l0k=2mg）时，运动模拟结果如下：
可以发现，小球的高度是逐渐增大的，并且高度增加的速度越来越慢，后期高度几乎保持不变。
当小球质量输入为2时，运动仿真结果如下：
可以发现，小球的高度一直在明显的增加。
当小球质量输入为8时，运动仿真结果如下：
可以发现，小球的高度是先增加，然后减小的。
另外，通过观察小球的运动轨迹可以看出，当小球的质量增大时，小球在水平板上来回振动的效果更加明显，这种情况并不符合动态平衡模型物理竞赛运动学，降低电机转动的角速度会让小球更加接近动态平衡模型。
当小球质量为5时，设置电机角速度为0.05进行运动仿真，与角速度为0.01的运动对比，可以明显看出角速度为0.01的运动更贴近动态平衡模型。设置较小的角速度会增加运动仿真时间物理竞赛运动学，因此没有尝试模拟较小角速度的小球运动。
