愤怒的小鸟|玩游戏吗？能学物理的那种弹弓

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相信很多小伙伴都玩过“愤怒的小鸟”这款游戏，在游戏中，玩家可以通过发射小鸟来攻击受保护的猪。正确度越高，杀伤力越强。这个乍一看操作简单的游戏里，其实包含了很多物理学知识。从鸟投掷的运动轨迹到空气中的各个作用力，都是物理学现象的表现。今天我们就来聊聊游戏里的物理学。

《愤怒的小鸟》手游截图“

明确目标，拉紧弹弓，离成功就不远了” 。重要的是弹弓的角度要正确，才能让鸟儿以正确的轨道击中目标，而想要投得准，最重要的秘诀——运用力学。《愤怒的小鸟》根据物理学分类可以简单划分为抛物线部分和碰撞部分。抛物线是指物体受到力后以一定的速度抛出，在空中只接受重力（也会考虑阻力）作用的过程。调整抛物的角度和力度，让小鸟对目标物产生最大的破坏力度，这才是取得高分的关键~抛物其实就是弹射，里面包含三个重要变量：
1、弹射角度：α
2、弹射力度：F1（初始速度）
3、小鸟质量：M1掌握这三个变量，就可以提高击中目标的准确率。其中，通过调整弹射角度和弹射力度，让弹弓处于可击中目标的合理区间，简单说来就是选择什么角度使用多大的力。 “弹射角度”比较好实现，控制小鸟弹射出去的飞行初始方向，设计一个合理的区间即可。目标物在正前方就直射出去，如果处在不同方位，则相应调整即可。 “弹射力度”简单来说就是在发射的时候需要用多大的力，这个力代表了小鸟获得初始速度值的范围，向后拉得距离越远，获得的力量越大。而这个力量要根据发射物与目标物的距离来确定，如果距离很近而力度很大，很容易降落在目标物身后，导致扔空；而距离很远却力量很小，则降落在目标物前，同样击不中目标。由于力的作用是相互的，假设小鸟在发射的过程中位置不偏移，可以准确击中目标物，那么弹力越大，小鸟产生的撞击和破坏力就会越大。

图源《愤怒的小鸟》手游截图
理解了弹射的力度与角度，接下来我们了解一下质量对弹射过程的影响。根据牛顿第二定律，在受到相同作用力情况下，质量越大的鸟，初始速度越小；质量越小的鸟，初始速度越大。因此在发射的过程中，想让笨重的鸟飞得更远，就必须把弹弓拉得更靠后，而瘦小的鸟只需要适度调节角度即可。游戏中会提供不同质量的小鸟，根据不同关卡目标物的不同，我们要派“最适合”的前去出击，不能对面是巨石，我们扔一个鸡蛋过去，毕竟不同质量产生的效果会有很大不同。
确定了弹射的角度、力度与发射物的质量，我们就可以产生抛物的完整过程啦。弹射后，小鸟获得初始角度α、初始速度V0、质量M1这三者之间的关系，将每一点描绘出来就可以精准确定物体的飞行轨迹，而飞行轨迹才是最终决定碰撞发生的位置（前提是通过正确的数据得出正确的轨迹，轨迹在偏移的情况下，也可能撞不到物体）。弹射之后，小鸟就进入了抛物线的过程中，如下图所示：
【愤怒的小鸟|玩游戏吗？能学物理的那种】
图源腾讯GWB游戏官网
全程只计算重力（在刮风下雨等恶劣天气环境下，需考虑空气阻力），则小鸟在水平和垂直方向分别呈现匀速运动和匀变速运动。确定了这样的关系后，即使我们调整不同参数，数据均可被清晰直观地量化出来。而在愤怒的小鸟太空版中，更增加了失重状态下的运动轨迹，以及经过小行星时受到引力的运动情况。在引力的作用下，带有质量的物体间存在相互吸引的作用，在运动过程中，这种“奔赴而去”的现象更加明显。说完了抛物的过程，接下来就是小鸟碰撞过程了。小鸟与目标物发生碰撞会产生不同的分数，碰撞的过程中，动能和动量这两参数会发生变化，但动能的变化一般很难计算，通常我们只会根据物体的动量转化来进行分析，这就是物理学上的动量守恒定律。

根据牛顿第三定律：每个力都有反作用力，当鸟儿撞到东西，它们会飞向另一个方向，导致飞行方向改变，当产生撞击时，根据不同目标质量，有的会继续前进，有的前进受阻并被反弹回原点，这是真实世界的物理反应。
科学存在于生活中的方方面面，理解了游戏中的物理概念，以后再玩“愤怒的小鸟” ，大家操作起来是不是更得心应手了呢？

愤怒的小鸟|玩游戏吗？能学物理的那种

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