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“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程

    抛物运动?没错,今天就要通过“编程”+“数学”+“物理”共同实现“抛物运动”!

    在我们以往的文章中,我们只通过编程融合数学,融合物理,融合音乐,融合语文。但是作为家长的你们有没有想过编程不光能融入两门学科,还能让孩子对融会贯通的能力更加扎实呢!今天就要实现三门学科共同融合 → 抛物运动。

    一、首先介绍一下什么是“抛物运动”:物体以一定的初速度斜向射出去,在空气阻力可以忽略的情况下,物体所做的这类运动叫做斜抛运动。物体作匀变速曲线运动,它的运动轨迹是抛物线

    下面是用编程模拟了一个抛物运动的运动轨迹,动图如下:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图1)

    今天我们就来用Scratch实现这样一个“抛物运动”的模拟器。

    在编程之前,我们先来学习到底什么是"抛物运动"。

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图2)

    小球以初速度V发射出去,发射角度为a。我们将速度矢量V分解为水平方向和垂直方向两个部分。水平方向做匀速直线运动,垂直方向受重力影响,做加速度为重力加速度的匀变速直线运动。两个方向合并后的运动轨迹就是抛物线。

    二、“抛物运动”的知识点学习

    下面我们来看看抛物运动的相关公式。

    在忽略空气阻力的条件下,分解速度,则有:

    其中Vo为抛出速度,θ为速度与水平面夹角,g为重力加速度

    水平方向的速度是:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图3)

    竖直方向的速度是:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图4)

    水平方向的位移方程是:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图5)

    竖直方向的位移方程是:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图6)

    从公式

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图7)

    可得当

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图8)

    时,小球达到最高点所用时间为 

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图9)

    用竖直方向的位移方程可知,斜抛运动能达到的最大高度公式:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图10)

    小球回到地面的总运动时间为

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图11)

    总水平射程是:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图12)

    小球能达到的最高点叫射高,从抛出点到落地点的水平位移叫射程

    射时T:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图13)

    射高H:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图14)

    射程R:

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图15)

    用编程实现“抛物运动”的模拟器

    三、程序思路

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图16)

    (抛物运动模拟器的操作界面)

    1、程序包含两个角色:1、小球Ball ;2、发射按钮Fire。

    小球在舞台上的起始位置是(-180,-140)。

    2、通过设置变量speed和变量angle的值来调整小球的发射速度和角度,然后单击Fire按钮发射小球。

    当用户单击Fire按钮时,它会广播一条消息,小球接收消息后发射出去。

    3、小球在发射前,需要移动到起始位置(-180,-140),然后设置落笔状态,并清除之前的笔迹。计算初始速度Vx,Vy。

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图17)

    4、小球发射后,每0.02秒计算并更新一次小球的位置。

    首先计算垂直距离dy,如果为负值,说明小球已经达到地面,程序结束。

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图18)

    5、计算水平距离dx,脚本需要把小球的实际飞行距离转换成在舞台上的坐标位置,也就是把(dx,dy)转换成(xPos,yPos)。

    舞台中模拟器的垂直长度为320(从-140到180),对应实际长度的100米,从(0到100)。

    舞台中模拟器的水平长度为420(从-180到240),对应实际长度的100米,从(0到100)。

    因此小球在舞台上飞行的垂直距离为320*dy/100步,水平距离为420*dx/100步,这两个数值分别加上小球的起始坐标,就是小球的实时位置。

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图19)

    四、程序清单

    1、Fire按钮的程序代码

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图20)

    2、小球Ball的程序代码

“编程”+“数学”+“物理”共同实现抛物运动「济南机器人编程_山东机器人编程」少儿编程(图21)


    这个时候,家长们你还认为编程就是给孩子增加一个兴趣吗?"编程"+"数学"结合,巧解奥数题 - 水手分椰子,作为家长的你会吗?(图11)"编程"+"数学"结合,巧解奥数题 - 水手分椰子,作为家长的你会吗?(图12)"编程"+"数学"结合,巧解奥数题 - 水手分椰子,作为家长的你会吗?(图12)"编程"+"数学"结合,巧解奥数题 - 水手分椰子,作为家长的你会吗?(图12)

    计算机是不是很强大呀!但前提是你要会编程呀!只有会编程,你才能让计算机替你解决问题呀!别担心,编程其实也没有想象那么难!只要你愿意学。小云解读:如何通过编程解决数学题 - 求数值累加之和(图3)小云解读:如何通过编程解决数学题 - 求数值累加之和(图4)小云解读:如何通过编程解决数学题 - 求数值累加之和(图4)

    当然,无人机编程就更加深奥,比如我们看下面的视频吧!

    无人机能六架一起起飞?没错!那他又和数学有什么关系呢?

    小云说啦!这是根据我们数学中的坐标轴的 x轴 y轴 初始化无人机位置,无人机与无人机之间的距离、架数的多少,全部需要通过精密的计算,否则无法编排出理想的造型

    现在作为家长的你!还在纠结无人机编程是否对孩子有帮助吗?

无人机编程能做什么?人脸识别?智能跟随?自动飞行?还有吗?

答案:有!那就是"无人机编舞"!不知道无人机如何编舞?快看下面我们速云小童鞋的无人机编舞吧!!


    无人机编程都学习哪些内容呢?

       让无人机与编程结合?

没错!就是要让孩子“动手”+“编程”实现无人机起飞。

重点培养孩子逻辑思维能力与动手操作能力,让孩子在编写无人机程序的时,无形的锻炼孩子的逻辑思维能力和前沿科技的运用能力,在飞行学习中,孩子们需了解飞机的机械结构,练习手眼协同能力,甚至自己组装飞行器;在编程中,无人机可以在三维空间中,用摄像头完成巡线、人脸识别等人工智能任务。

例如:人脸识别,智能跟随,红外线定稿,光流定位、无人机编舞等。


无人机编程(图1)



当你的孩子还在学习机器人编程时,别人家的孩子却已经学习起了“无人机编程”(图7)

看我们小童鞋们上课视频吧

    坦克编程都学习哪些内容呢?

    动手组装”+“编写程序”

    通过编程将抽象理论与实践操作合二为一,让孩子重新理解知识,体验人工智能,培养独立思考的习惯和动手解决问题的能力。

    课程涉及机器人拼装、力学等数理知识,运用六类人工智能模块,编写专属的自动驾驶算法程序,让孩子更加深入理解人工智能技术。

    例如:人脸识别、智能跟随等前沿技术。


当你的孩子还在学习机器人编程时,别人家的孩子却已经学习起了“无人机编程”(图8)


当你的孩子还在学习机器人编程时,别人家的孩子却已经学习起了“无人机编程”(图9)

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