獵人打松鼠與平拋運動

2020-12-05 高中物理知識

松鼠,是哺乳綱齧齒目中的一個科,其下包括松鼠亞科和非洲地松鼠亞科,特徵是長著毛茸茸的長尾巴、勻稱靈活的身體。根據生活環境不同,松鼠可分為樹松鼠、地松鼠和石松鼠等。與其他親緣關係接近的動物又被合稱為松鼠形亞目。全世界近35屬212種,中國有11屬24種,其中巖松鼠和側紋巖松鼠2種是中國特有動物。

它們主要以橡子、慄子、胡桃等堅果為食,也喜歡吃松籽,常到針葉林尋松籽吃,也吃松樹的嫩枝葉、樹皮、菌類以及昆蟲、小鳥等。有貯藏食物的習性。

松鼠的生活習性不同於其它動物,很喜歡在光天化日之下活動,特別在清晨更為活躍,常常在樹幹和樹杈間竄來跳去,一會覓食,一會玩耍,無拘無束,好不自在。松鼠沒有冬眠的習慣,但在數九隆冬的季節,也畏寒怕冷不甚活躍。特別是嚴冬刮煙炮的天氣出窩時間較短,通常上午9點左右出來活動1~2小時;下午1點多鐘再出來活動1~2小時,其它時間呆在窩裡不動。松鼠有一個習慣就是不管天氣怎麼寒冷,它都不在窩裡吃食,而是坐在樹枝上,面向朝陽,前肢抱著食物送入口中,津津有味地咀嚼品嘗,時而豎耳側聽,時而轉動雙眼環顧四周,舉止滑稽,令人發笑。這樣造成了松鼠能很敏銳地察覺周圍的危險,從而逃跑,松鼠善於爬樹,從很高的地方跌下來也沒事。所以有時候松鼠也回下跳。

那麼問題來了:

例題:一個獵人水平端著一把獵槍,瞄準了與槍在同一高度的一隻松鼠,被警覺的松鼠發現了,在獵人扣動扳機的同時,松鼠跳下做自由落體運動,問獵人是否能打到松鼠?

解析:獵人可以打到松鼠,因為槍口水平,子彈射出槍口的時候,初速度是水平的,忽略空氣阻力的情況下,子彈只受重力,將做平拋運動,松鼠在同一高度同時做自由落體運動。這個時候我們把子彈的平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,也就是,子彈在豎直方向的運動規律與松鼠是一模一樣的,也就是下落快慢相同、相同時間下落相同的高度,這樣的話就恰好擊中了松鼠。

請看下面視頻示意,應用平拋運動的知識比較誇張地呈現了子彈擊中松鼠的過程。

變式題:請問此時松鼠做以下哪個動作就可以逃過一劫?

A 直接從樹上跳下

B 向槍口的方向跳下

C 背向槍口的方向跳下

D 向上跳竄爬樹走

參考答案:D

小編總結:上面例題是一種比較誇張的呈現場景,現實當中子彈速度很快,擊中目標的時間很短,不會下落很多,但終歸會下落一些,所以,有經驗的射手在射擊的時候,都會把準星往目標適當地上移一點點。

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