游戏中的物理学
学习物理的游戏化玩游戏学物理的乐趣
学习物理的游戏化玩游戏学物理的乐趣作为一门看似枯燥乏味的学科，物理常常被学生们视为难以理解和学习的科目之一。
然而，通过游戏化学习的方式，学习物理可以变得有趣且易于理解。
本文将介绍学习物理的游戏化方法，以及其中的乐趣和优势。
一、物理与游戏化学习的结合物理作为一门实验性较强的学科，可以很好地与游戏化学习结合。
游戏提供了实践和互动的机会，使得学生可以在实际操作中掌握物理定律和概念。
例如，通过在游戏中模拟物理实验场景，学生可以体验到重力、摩擦力等物理现象的作用，从而更好地理解和记忆这些概念。
二、游戏化学习的益处1. 提高学习积极性：游戏通常具有一定的挑战性和奖励机制，这会激发学生的学习兴趣和积极性。
通过完成游戏任务和挑战，学生能够获得成就感和满足感，从而更愿意主动学习物理知识。
2. 强化概念理解：游戏化学习通过模拟真实场景的方式，使得抽象的物理概念更加具体和易于理解。
学生可以亲身体验和观察物理现象的变化，并从中推导出物理定律和规律，从而培养他们的实验思维和概念理解能力。
3. 提升问题解决能力：在物理游戏中，学生常常需要解决一系列与物理相关的问题。
通过解决这些问题，学生可以培养他们的逻辑思维和问题解决能力。
这些能力不仅对于物理学习具有重要意义，也对学生的日常生活和职业发展有很大帮助。
4. 培养团队合作能力：许多物理游戏都可以进行多人协作，要求学生进行团队合作来解决问题。
通过与同学们的合作，学生可以学会互相倾听和尊重他人的观点，培养团队合作和沟通能力。
三、以“创意实验室”为例“创意实验室”是一款物理游戏，以实验为主题，旨在通过游戏化的方式培养学生的物理创造力和实验能力。
在游戏中，学生可以自由操作各种实验工具和材料，设计和搭建属于自己的实验室，模拟各种物理实验，并观察和分析实验结果。
通过“创意实验室”，学生可以在游戏中体验到真实实验环境的乐趣。
他们可以根据自己的兴趣和想法进行实验设计，观察实验现象的变化，并通过实验数据来验证和探究物理定律。
《游戏中的科学》讲解
《游戏中的科学》讲解游戏中的科学游戏是当代社会中极为流行的娱乐方式之一，它不仅能够带来乐趣，还可以激发人们对科学的兴趣和探索欲望。
许多游戏在设计和实现上都融入了科学的原理和概念，通过游戏使科学变得更加有趣和亲近。
本文将讲解游戏中的科学，揭示游戏背后所蕴含的科学秘密。
一、物理学的应用很多游戏中都运用了物理学的概念和原理。
比如在动作冒险游戏中，角色的跳跃和移动遵循着物理学的规律。
重力、摩擦力和加速度等因素都被精确地计算在内，使得角色的动作更加真实和自然。
除了动作游戏，建筑和模拟类游戏也利用了物理学的知识。
在建造游戏中，玩家需要考虑重力和结构的稳定性，合理地搭建建筑物。
而在模拟游戏中，物理学的模型能够让玩家感受到真实世界的物体运动和碰撞效果。
二、化学实验的模拟一些科学教育类的游戏往往会模拟化学实验的过程，让玩家在虚拟的环境中体验真实的化学反应。
通过这些游戏，玩家能够了解不同物质之间的化学变化和反应条件。
同时，还可以学习到一些实验技巧和安全操作的方法。
化学实验的模拟游戏还可以帮助玩家培养实验设计和数据分析的能力。
在游戏中，玩家需要根据已有知识和实验条件，设计出合适的实验方案，并分析实验结果。
这种体验不仅能够激发玩家对化学的兴趣，还能够提高他们的实验技能。
三、生物学与生态系统大型角色扮演游戏往往会构建一个完整的游戏世界，其中包含了各种生物和生态系统。
在这些游戏中，玩家可以与各类生物进行互动，并观察它们的行为和习性。
这些生物的模拟行为通常是基于生物学的知识和研究成果。
生物学在游戏中的运用不仅限于角色扮演游戏，一些战略模拟类游戏也会考虑生态系统的平衡。
玩家需要在资源有限的情况下，合理地管理和利用生态环境，确保生物种群的繁衍和生态平衡的维持。
这种游戏机制能够让玩家更好地理解和体验生态系统的复杂性。
四、计算机科学的算法游戏开发本身就是一门计算机科学的艺术。
在游戏制作过程中，开发者需要运用编程语言和算法来实现游戏的各种功能和特效。
游戏中的科学
游戏中的科学游戏是现代社会中备受青少年和成年人喜爱的娱乐方式。
然而，游戏不仅仅是一种娱乐活动，它还具有一定的科学性质。
在游戏中，我们可以体验到科学的原理和应用，这对我们的认知和学习有着积极的影响。
本文将探讨游戏中的科学，并分析其对我们的作用。
一、游戏中的物理学物理学是自然科学中的基础学科，它研究物质的本质和运动规律。
在许多游戏中，我们可以清楚地看到物理学的应用。
例如，物体的运动和重力是许多游戏中的重要元素。
我们可以通过游戏控制角色的移动，体验到速度、加速度、重力等物理概念。
此外，游戏中还附带了一些物理引擎，能够模拟出真实世界中物体的运动轨迹，使得游戏更加逼真。
二、游戏中的生物学生物学研究生命现象和生物体的结构、功能及其相互关系。
在许多角色扮演游戏中，我们可以创造和控制虚拟人物，体验到生物学的一些概念。
我们可以了解和学习生物体的骨骼、肌肉以及器官的构成。
通过游戏，我们可以模拟和了解不同生物体的行为和特征，加深我们对生物学的认知。
三、游戏中的数学数学是一门研究数量、结构、变化和空间等概念的学科。
在游戏中，我们可以发现数学的应用。
例如，在解谜游戏中，我们需要运用逻辑思维和数学推理来解决问题。
同时，许多游戏中还涉及到数学的计算，例如计分系统、游戏难度等。
通过游戏，我们不知不觉地提高了数学能力，并将数学知识应用于实际问题中。
四、游戏中的化学化学是研究物质组成、结构、性质和变化规律的学科。
在一些科幻类游戏中，我们常常能够看到化学的应用。
例如，一些游戏中经常涉及到合成和研究药物、物质的过程。
玩家需要通过理解化学反应和分子结构来合理使用和创造新的物质。
通过游戏，我们能够对化学的基本概念进行实际应用，并加深对化学的理解。
总结起来，游戏中的科学不仅提供了一种娱乐方式，同时也为我们提供了学习科学知识的机会。
通过游戏，我们可以体验到物理学、生物学、数学和化学等学科的应用，加深我们对这些学科的理解。
因此，我们应该充分利用游戏中的科学元素，将其作为一种学习工具，培养和提高我们的科学素养。
物理游戏推荐玩游戏中学习物理知识
物理游戏推荐玩游戏中学习物理知识物理游戏推荐：玩游戏中学习物理知识随着科技的发展，游戏已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
除了娱乐休闲之外，游戏还能够带给我们更多的收获和学习。
在游戏中学习物理知识是一种有趣而有效的方式。
本文将为大家推荐几款物理游戏，通过游戏的方式来增加对物理知识的了解，同时也提供了一种新颖的学习途径。
1.《Portal》系列《Portal》是一款以物理谜题为核心的游戏，在游戏中玩家需要运用物理规律来解决各种难题。
通过使用一个称为“传送门枪”的装置，玩家可以在两个不同的位置之间创建传送门，利用动量守恒和牛顿力学等物理原理进行推理和解谜。
在游戏中，玩家将面临各种挑战，需要灵活运用物理知识来克服难关。
2.《Besiege》《Besiege》是一款创造性的游戏，玩家需要设计和构建战争机器来攻击敌人或完成特定任务。
在游戏中，玩家需要考虑物理的因素，如重力、摩擦力、动量等，利用这些物理现象来设计出更加准确和有效的战斗机器。
通过在游戏中的实践操作，玩家可以更好地理解和应用物理知识。
3.《World of Goo》《World of Goo》是一款富有创意和挑战的益智游戏。
在游戏中，玩家需要引导小球体通过各种障碍物，将它们连接到一起，最终达到目的地。
在游戏中，重力和物理平衡是必须要考虑的因素。
通过操作小球体和观察它们的物理行为，玩家可以深入理解物理概念，如平衡、重心等。
4.《Kerbal Space Program》《Kerbal Space Program》是一款太空模拟游戏，玩家需要设计和建造自己的太空船，并进行太空探索。
在游戏中，玩家需要考虑重力、轨道力学、推力等物理概念，合理地设计和操作太空船。
通过这款游戏，玩家可以了解和体验到真实宇航员在太空中所面临的物理挑战。
5.《Fantastic Contraption》《Fantastic Contraption》是一款物理建模游戏，玩家需要设计和构建不同形状的机械装置，通过解决各种难题来完成关卡。
《游戏中的科学》主要情节
《游戏中的科学》主要情节游戏中的科学游戏作为一种娱乐形式，已经深入人们的生活之中。
然而，游戏并不仅仅是娱乐的工具，它还可以成为一种科学的学习工具。
在游戏中，我们可以通过模拟和实验来探究和理解一些复杂的科学原理和现象。
本文将围绕游戏中的科学展开讨论。
一、游戏中的物理学游戏中的物理学，是指通过游戏中对物理规律的再现和应用来学习和理解物理学原理。
例如，在一些飞行模拟游戏中，玩家需要了解飞机的升力、重力、空气动力学等知识，才能顺利地操作飞行器。
在这个过程中，玩家不仅仅是在享受游戏的乐趣，同时也在学习和应用物理学的知识。
此外，一些物理学的原理和概念也可以通过游戏中的物理引擎来进行模拟和实验。
比如，在一些物理学模拟游戏中，我们可以通过改变物体的质量、应用力学公式等来观察物体的运动规律和相互作用。
通过这种方式，我们能够更加深入地理解物理学的原理，并且体验到科学实验的乐趣。
二、游戏中的化学实验游戏中的化学实验，是指通过游戏来学习和实践化学实验的过程和原理。
一些虚拟实验室类的游戏，可以让玩家在虚拟环境中进行各种化学实验，如混合物的反应、溶液的浓度等。
这样的游戏不仅能够培养玩家的实验操作能力，还能够加深对化学实验原理的理解。
此外，一些拼图类的游戏也可以利用化学元素来进行游戏设计。
比如，将不同的化学元素排列组合成分子或者化合物的形式，通过游戏的方式来培养化学元素的熟悉程度，同时也增加了化学学习的趣味性。
三、游戏中的生物科学游戏中的生物科学，主要是通过模拟和模型的方式来学习和理解生物学的原理和概念。
在一些生态系统模拟游戏中，玩家可以通过建立和管理自己的生态系统，了解不同生物之间的关系以及环境对生物的影响。
通过这样的游戏，玩家可以间接地了解到生态学、进化学、生物多样性等生物科学的重要内容。
此外，在一些生命科学的模拟游戏中，玩家可以通过调整基因的组合，模拟和实验不同基因组合对生物特征和性状的影响。
这种方式不仅能够加深对生物遗传学的理解，还可以培养玩家的科学思维和实验能力。
游戏中的科学知识启发
游戏中的科学知识启发现如今，电子游戏已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
游戏不仅仅是一种娱乐活动，还能够帮助我们学习和探索世界。
在游戏中，我们可以通过虚拟的世界来获得科学知识的启发。
本文将探讨游戏中蕴含的科学知识，并探讨这些知识如何启发我们的思考。
一、物理学知识的应用许多游戏都融入了物理学的概念，比如重力、动能、速度等。
在解谜类游戏中，我们需要利用物理学的知识来解决难题。
例如，在《Portal》游戏中，玩家需要运用物理学原理来控制光线和物体的传送，迷宫式的关卡设计锻炼了玩家逻辑思维和物理学知识的应用能力。
而在赛车类游戏中，我们需要掌握物理学的知识，比如重心、摩擦力和空气阻力等，来更好地控制赛车的行驶。
这样不仅使我们更好地享受游戏的体验，还能够对物理学知识有更深入的了解。
二、化学知识的启发一些冒险和科幻类游戏中，我们会遇到化学元素、化学反应等概念的运用。
在游戏中，我们可以通过合成物品、研究药剂等方式来获得化学知识的启发。
例如，在《我的世界》游戏中，通过矿物矿石的提炼和合成，我们可以学习到许多元素的化学性质和反应。
这些游戏不仅仅是娱乐，还能激发我们对化学的兴趣。
通过实际操作，我们可以更好地理解化学原理，并将其应用到现实生活中。
三、生物学知识的探索许多游戏中也融入了生物学的概念，让我们了解生物多样性和生态系统的运作。
在生存类游戏中，我们需要学习如何种植农作物、喂养动物，并保持生态平衡。
例如，在《我的世界》中，玩家需要了解不同动植物的特性和生物链的运作，以便更好地生存和发展。
在其他一些冒险类游戏中，我们也能够遇到各种各样的生物。
通过与这些虚拟生物的互动，我们可以更深入地了解动物行为、分类和进化等知识。
四、计算机科学的思维当我们玩游戏的时候，我们也在无形中学习和思考计算机科学的概念。
许多游戏需要我们解决逻辑难题、优化算法，这培养了我们的计算思维和问题解决能力。
在游戏设计中，程序员需要运用计算机科学的知识来开发游戏引擎、设计人工智能和优化图形效果等。
小学物理：从游戏中学习
小学物理：从游戏中学习
从游戏中学习物理是一种有趣而有效的方式。
许多游戏都涉及物理原理，玩游戏可以帮助你观察、实验和探索物理概念。
这里有一些你可以尝试的方法：
选择物理相关的游戏：选择一些与物理有关的游戏，例如物理模拟游戏、建造游戏或益智游戏。
这些游戏通常会涉及力、速度、重力、摩擦力等物理概念。
观察游戏中的物理现象：玩游戏时，留意游戏中发生的物理现象。
例如，观察物体受力后的运动方式，注意物体在不同环境中的行为，如水中或空中。
分析游戏中的物理规律：尝试理解游戏中的物理规律。
通过观察和推理，学习物体的速度、加速度、作用力等与物理相关的概念。
参与创造游戏：如果你对游戏开发感兴趣，可以尝试创建自己的物理游戏。
设计和建造游戏的过程将使你深入理解物理原理，并将其应用于实际情境中。
寻找物理教育游戏资源：有许多针对小学物理教育的专门设计的游戏资源，可以帮助你更系统地学习物理知识。
你可以寻找这些资源并结合游戏进行学习。
记住，游戏只是物理学习的一种方式，结合其他教育资源和实际实验，将可以加深对物理的理解。
科学游玩游戏中的物理知识
科学游玩游戏中的物理知识科学游戏是一种新颖且有趣的学习方式，它将科学知识与游戏元素相结合，让玩家在娱乐中也能够学到知识。
在科学游戏中，物理知识是一个重要的组成部分，它能够帮助我们更好地理解世界的运行规律。
本文将为大家介绍一些有趣的科学游戏，并从物理的角度解析游戏中的现象。
1.游戏中的重力重力是物理学中非常重要的一部分，它决定了物体如何相互作用。
许多科学游戏都会模拟重力的效果，让玩家能够更直观地感受到它的存在。
比如，在一些物理益智游戏中，玩家需要利用重力的影响来解决难题，比如让物体落入指定区域或利用重力的力量推动物体前进。
2.游戏中的动能和势能动能和势能是物理学中的两个重要概念，它们描述了物体的运动状态和位置关系。
在一些跑酷类的游戏中，玩家需要利用动能和势能的转换关系，通过跳跃和滑行等动作来通过障碍物。
这些游戏不仅考验玩家的反应能力，还让玩家对物理学原理有了更深入的了解。
3.游戏中的摩擦力摩擦力是物体之间相互接触时产生的一种阻力，它会影响物体的运动状态。
在一些赛车游戏中，摩擦力是必须要考虑的因素之一。
玩家需要根据不同的路况和车辆状态来选择合适的制动力和转弯方式，以克服摩擦力对赛车的影响，获得更好的成绩。
4.游戏中的空气阻力空气阻力是物体在空气中运动时由于与空气分子碰撞而产生的一种阻力。
在一些射击类游戏中，玩家需要考虑到空气阻力的影响，调整射击的角度和力度，以使子弹能够准确命中目标。
这种游戏不仅考验玩家的射击技巧，还让玩家对空气阻力有了更加深入的理解。
通过以上几个例子，我们可以看到在科学游戏中，物理知识的应用无处不在。
通过玩这些游戏，我们不仅可以享受娱乐，还能够更好地理解物理学原理。
希望大家在玩游戏的也能够对物理学产生兴趣，并深入了解其中的奥妙。
所以，动起来吧，拿起手中的游戏手柄，体验科学游戏的魅力！。
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Fv C f v Fv Cf v2(适合快速移动的物体)
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24
2.4 浮力
• 浮力是物体浸在流体中所产生的力。 • 浮力公式：
FB gV
– 计算浮力时，要先求出物体的体积，再将体积乘
以流体的相对体积质量 (g)
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20
2.1 万有引力
• 计算重力加速度
ma GM em (Re h)2
a g ' GM e (Re h)2
– 地球的半径大约为 6.38106 m – 地球的质量大约为 5.981024 kg
2020/11/21
21
2.2 摩擦力
• 当物体在运动时，会与接触面彼此交互作用 而产生摩擦力。
• 位移、速度及加速度向量的表示：
s
(vmt
)i
(
1 2
gt
2
)
j
v (vm )i (gt) j
a (g) j
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8
1.2 2D粒子运动学
• 计算子弹在击中目标瞬间的垂直落差d：
thit
xhit vm
n
vm
d
yhit
1 2
gth2it
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9
1.3 3D粒子运动学
fB (t)
B
d dt
x0 (t)
fi (t)
m
d2 dt 2
x0 (t)
Kx0 (t)
B
d dx
x0 (t)
– 它描述了输入 fi (t) 和输出 x0 (t) 之间的
动态关系。 2020/11/21
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2.5 力和力矩
• 力会产生线性速度，而力矩会产生旋转加速 度。
11
1.3 3D粒子运动学
• y分量：
ax g
vy vmy at (vm cosy ) gt
y
y0
vmyt
1 2
at 2
y0
(vm
cosy )t
1 2
gt 2
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12
1.3 3D粒子运动学
• z分量：
az 0
vz vmz vm cosz z vmzt (vm cosz )t
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16
1.4 刚体运动学
• 角速度：
– 的改变率就是角速度
– 的改变率就是角加速度
2 1 t
22 12 2 (2 1)
2
1
1t
1 2
t
2
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1.4 刚体运动学
• 切线速度： v r • 切线加速度： at r • 向心加速度： an ( r)
LOGO
第八讲：游戏中的物理学
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1
本讲提纲
一、运动学
二、作用力
三、动力学
四、碰撞
Physics
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五、抛体
2
一、运动学
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3
1.1 速度与加速度
• 速度：
– 是一个具有量值及方向的向量。
v s t
• 加速度：
– 速率的变化率（平均加速度）
a v t
阻尼会试着减慢两物体之间的相对速度。 • 相对速度和阻尼力的关系式如下：
Fd kd (v1 v2 )
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27
2.4 弹簧和阻尼
• 常见的质量-弹簧-阻尼系统，如下图所示：
– 根据牛顿第二运动定律，得到：
fi (t)
fK
(t)
fB (t)
m
d2 dt 2
x0 (t)
fK (t) Kx0 (t)
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13
1.3 3D粒子运动学
• 位移、速度及加速度向量的表示：
s
[(vm
cosx
)t]i
[
y0
(vm
cos
y
)t
1 2
gt
2
]
j
[(vm
cosz
)t]k
v [vm cosx ]i [vm cos y gt] j [vm cosz ]k
a (g) j
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空气阻力）
ax 0
vx vm x vxt vmt
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6
1.2 2D粒子运动学
• y分量：
– 当子弹脱离步枪时，y方向的初速度是0，但y轴
加速度是-g（重力）：
ay
g
dvy dt
vy ayt gt
y
1 2
ayt2
1 2
gt 2
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7
1.2 2D粒子运动学
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4
1.1 速度与加速度
• 匀加速运动学方程：
v2 v1 at
v22 2a(s2 s1) v12
s2
s1
v1t
1 2
at 2
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5
1.2 2D粒子运动学
• 计算子弹从瞄准点到真正击中目标的点之间 的垂直落差。
• x分量：
– 子弹会以x方向的枪口初速度 vm离开步枪（忽略
• 摩擦力的大小与接触面间的正压力，与表面 粗糙程度有关。
• 最大静摩擦力：Ff max s N • 滑动摩擦力：
Ffk k N k s
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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22
2.2 摩擦力
• 一般表面的摩擦系数
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2.3 流体动阻力
• 流体动阻力与摩擦力一样会阻挡物体的运动。
• 流体动阻力的主要分力就是摩擦力，是由流 体流经（并接触）物体表面的相对分流而产 生的。
• 例子，让玩家从战舰发射炮弹攻击某段距离 的目标。
• 为了给玩家增加行动的复杂度，让他控制许 多影响炮弹轨道的因素，如大炮的发射角度、 炮弹的枪口速度等。
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1.3 3D粒子运动学
• X分量：
ax 0
vx vmx vm cosx x vxt (vm cosx )t
2020/11/21
2020/11/21
18
二、作用力
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19
2.1 万有引力
• 牛顿万有引力定律：
– 两物体之间的引力与这两个物体的质量成正比， 且与两个物体质心距离的平方成反比，同时，该 引力的作用线就是两物体质心的连线。
– 公式：
Fa
Gm1m2 r2
• G为 6.6731011 (Nm2 ) kg2
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2.4 弹簧和阻尼
• 根据虎克定律，弹力为弹簧由原先静止时的 长度、因受力而伸长或缩短的长度与弹性系 数的函数。
• 公式：
Fs ks (L r)
– L为弹簧伸长或压缩后的长度；r是弹簧静止时的 长度。
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2.4 弹簧和阻尼
• 阻尼的作用是抵消速度。 • 当阻尼连着两个正在靠近或远离的物体时，
1.3 3D粒子运动学
• 现在我们有了完整的描述弹道的方程，那如 何计算命中目标？
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1.4 刚体运动学
• 粒子位移、速度与加速度的公式也适用于刚 体。
• 刚体做线性移动时，所追踪的刚体的点为其 质心。
• 当刚体旋转时，它通常会绕着通过质心的轴 旋转（除非刚体被链住而迫使它要绕着某一 点旋转）。