<>足球吊门角度探讨
观看足球比赛,总可以看到很多漂亮的吊门。那么如何吊门,起脚时的起射角θ多少时,能使足球洞穿对方的球门呢?
如右图设球门OA=2.5米,守门员处
于距球门b米处,最大模高为3米。球门
距守门员a米。吊门球进入球门后的落点
(假设球网能穿破)在球门后P点,设
OP=1米。不妨设球速为30米/秒。
首先我们以地面上的一条直线为x轴,以球在空中最高点向地面作的垂线为y轴建立直角坐标系(如右下图),则可以设球在空中的抛物线为y= –x2 +C,从图象可以看出,C为球距地面的最大距离。
</P><>所以 ,可知 .</P><>得抛物线方程为y = –x2 + 45sin2θ。
而我们知道,要吊门成功,必须满足两个条件:
抛物线必须高过球门员最大摸高y1;
(2)抛物线必须低于球门高y2。
反应在数学式子上为: </P><P> 即
</P><P>由(1)式可得</P><P>
由(2)式我们可以得出一系列的θ值
(1)当a=5米,b=1米时,即守门员距球门1米,球距守门员5米时,θ∈(20o,26o),在这个角度范围内,吊球可以成功。
(2)当a=10米,b=3米时,即守门员距球门3米,球距守门员10米时,θ∈(31o,67o),在这个角度范围内,吊门可以成功。
(3)当a=20米,b=5米时,即守门员距球门5米,球距守门员10米时,θ∈φ ,也就是说,这时已没有起脚吊门的机会了。
当然,如果考虑到守门员的移动,那么起射角在允许的范围内尽量小一些。
实际上,此问题还可考虑更一般的情况。即设球入门后的落点P距球门为d米,只要d>0,球即可入门。</P><P>
</P><P>
于是由y= – x2 + 45sin2θ,可得:
</P><P>于是 </P><P>由于足球场上千变万化,足球队在掌握吊门角度与距离的一般规律后,还应视实际情况作出调整。
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