矿石运动规律

2024-06-24

矿石运动规律(精选四篇)

矿石运动规律 篇1

铁矿石是钢铁生产成本构成的主要因素。我国钢铁产品生产成本中铁矿石、焦炭和废钢占比达到70%多, 其中铁矿石占37%[1]。而焦炭产能常年大幅过剩, 价格一直处于较低位置, 价格波动不大, 因此对钢材生产成本影响不大。废钢和铁矿石的价格两者此消彼长, 虽然世界炼钢原料中废钢已占到35%, 但我国废钢使用量还不到10%, 因此我国钢材生产中受废钢的影响不大。从2007年起, 全球铁矿石价格波动幅度明显扩大。根据wind资讯的统计结果显示, 2007-2008年的进口均价最高达到154.46美元吨, 最低为69.04美元/吨, 差值高达85.42美元/吨, 2009-2011年的差值扩大到107.79美元/吨, 而2004-2007年的最大差值仅为22.64美元/吨。铁矿石是一种需求对价格缺乏弹性的商品[2], 所以当铁矿石价格发生变化时, 钢企很难及时调整其生产数量。2004-2014这十年间我国因铁矿石价格大幅上涨而多支付了成本5100亿美元, 折合人民币约3.2万亿元。因此铁矿石价格的剧烈波动, 已经严重影响我国钢企的利润, 同时严重干扰了钢企的生产节奏, 加大了钢企原材料备货的难度。

2003年以来, 关于如何应对铁矿石价格上涨的策略性研究成为热点。国内已有大量学者对铁矿石定价权进行了研究, 从经济学角度分析了我国缺失贸易定价权的问题。从供求理论, 市场理论, 全球价值链理论[3], 讨论了定价权缺失的原因, 并对主要影响因素做了定性分析。还有人利用计量经济学建立了铁矿石进口模型, 通过建立铁矿石价格与铁矿石进出口数量关系的模型来研究铁矿石价格变动对中国经济的影响, 但是并不能对铁矿石价格运行区间做出定量判断。目前铁矿石价格已持续下探两年, 较2011年的历史高点累计跌了70%多, 铁矿石供应格局已发生逆转, 供过于求的局面已经确立。关于铁矿石价格未来走势的预测, 仅有国外矿商、世界银行、证券公司等少数机构曾做出过关于价格的定量预测, 但未见其具体预测过程与理论依据。

本文以2004-2014年铁矿石消费的需求-供给观测数据为依据, 提出需求-供给曲线移动轨迹方法, 对未来1-2年内我国铁矿石价格波动区间做出了量化预测。本研究对我国钢铁企业生产、成本控制、改善盈利水平具有重要意义, 同时对国家层面制定相关资源政策也具有重要的参考意义。

1 供需曲线移动轨迹方法设计

1.1 基本原理

需求曲线是反映价格与需求量之间反向的、向右下方倾斜的函数曲线。供给曲线是反映供给量与价格之间正向的、向右上方倾斜的函数曲线。如图1所示, 供给曲线从左至右移动 (S1→S2) , 表明供给量逐渐增加, 反之亦然。需求曲线从下到上移动 (D11→D12) , 表明需求从少到多, 反之亦然。在同一供给水平上 (S1或S2) , 需求曲线上下移动, 表明在一段时间内市场供应水平保持相对稳定, 由于受外在各种因素影响, 需求量与价格之间的变化关系。

1.2 铁矿石供需曲线移动轨迹的发现

铁矿石作为一种可以在市场上自由交易的商品, 符合经济学理论的供求规律, 即价格与供求关系之间相互作用。如果能够绘制出铁矿石供需曲线, 研究其运动轨迹将可对判断铁矿石价格变化提供依据。于是设计采用铁矿石需求量和价格分别作为横轴和纵轴, 绘制铁矿石价格与需求量的散点图, 对铁矿石供需情况进行分析。从全局角度来看, 散点图不但清楚地反映了供给曲线的移动轨迹, 同时也呈现出在不同供给水平下铁矿石需求量与价格之间的运动轨迹, 具有比较清晰的阶段性特征, 对其波动原因进行分析, 可以为铁矿石价格预测提供参考依据。

2 预测模型设计与实现

根据已有的统计数据做出散点图, 研究2004年以来铁矿石价格与需求量的变化轨迹, 分析其大幅波动的规律。根据宏观经济形势运行趋势, 分析我国钢铁下游实际消费情况, 对我国铁矿石需求量大致做出判断, 从而估计需求曲线移动范围。同时考虑国外矿山供应情况变化, 判断铁矿石供给曲线移动轨迹, 进而测算出今后1-2年内铁矿石的价格波动区间, 如图2所示。

2.1 模型设计思路

(1) 由于本文只需要勾画出铁矿石供需曲线变化的趋势, 所以并不需要特别精确计算出铁矿石的实际消耗量, 故选用市场上普遍采用的粗钢与铁矿石之间的转换公式, 即:

其中, 系数1.6为经验数值, 即为1.6单位的铁矿石 (综合品位) 可以生产1个单位的粗钢[6]。

分析现有铁矿石价格数据, 选取能够尽量完整呈现铁矿石价格变化过程的数据作为本模型的参考数据。

以铁矿石的需求量、进口铁矿石月度均价做散点图。

(2) 根据需求-供给曲线基本原理, 分析散点图中铁矿石供给曲线移动轨迹, 找出在每一个供给水平上铁矿石的需求曲线移动的规律。

估算出未来1-2年内我国粗钢产量, 然后通过粗钢与铁矿石产量折算公式, 计算铁矿石需求量。

(3) 考虑国内外矿山供给情况。运用供需关系和价格水平之间的规律分析以往供给量与价格散点图的变化规律, 根据利润最大化原则对四大矿山持续扩产的行为进行解释, 并讨论四大矿山的扩产行为会否继续, 进而判断铁矿石供给量变化情况, 以及铁矿石供给曲线移动方向。

(4) 分析铁矿石价格与需求量散点图运行轨迹, 按照铁矿石从供不应求, 到供给平衡, 到供给过剩, 再到供给平衡转换的历程, 确定现阶段铁矿石供给所处阶段, 剔除受阶段性刺激政策所导致的短期异常值, 找到铁矿石价格的平衡点所处的大致区间, 确定样本取值范围。

(5) 以铁矿石需求量D作为解释变量, 进口铁矿石平均价格P作为被解释变量, 建立一元线性回归模型, 用计量经济学分析软件EVIEWS为工具, 做最小二乘分析, 求出各参数取值并进行检验。最后根据前文分析得出的我国铁矿石需求量, 用上述模型求出未来1-2年铁矿石价格的运行区间。

2.2 铁矿石散点图运行轨迹分析实现

2.2.1 分析数据并绘制散点图

由国家统计局公布的月度粗钢产量数据, 根据公式 (1) , 推算出每个月的铁矿石需求量。

市场上有多种铁矿石价格指数, 这些指数分别由不同机构发布, 但是从整体看来都基本能够反映实际规律。比较了普氏价格指数、TSI指数、中国铁矿石价格指数 (CIOPI) 等几个主流机构的铁矿石价格指数后发现, 西本新干线的铁矿石平均进口价统计开始时间最早, 从2004年1月开始公布, 恰好完整记录了中国铁矿石价格从平稳走向剧烈波动全过程, 所以本文选取西本新干线发布的进口铁矿石平均价作为价格指标, 对其运行规律进行分析。另外从较长的时间序列看, 铁矿石进口价格与国内铁矿石价格高度相关, 通过对两组数据的相关性分析, 相关程度高达0.996, 数据来自万得资讯。铁矿石需求量、进口铁矿石月度均价做散点图如图3所示。

2.2.2 图形运行轨迹分析

图3数据起点为2004年1月, 铁矿石供给量逐年增加, 铁矿石供给曲线从2004年起逐渐右移, 经过S1、S2、S3, 到2015年供给曲线已经移动到图形的最右边, 2014年年底铁矿石月需求量已经达到1亿吨左右。从图中可以看出, 在2004-2006年间, 虽然铁矿石价格有波动但幅度很小。铁矿石月度需求量从2700万吨逐渐增加到5000万吨, 在这期间铁矿石供给曲线逐渐右移, 需求曲线运动的区间变化也不大。

当供给曲线移动到S1位置时, 在S1供应水平下铁矿石价格出现了第一次大范围波动。从2007年年初进口铁矿石平均价格从70美元/吨起快速上扬, 直到2008年8月达到这一阶段最高点154.46美元/吨, 之后价格快速下跌, 到2009年年初铁矿石价格稳定在79美元/吨的位置。

随后由于铁矿石供给量快速增加, 供给曲线明显右移至S2位置。在S2的供给水平下, 铁矿石价格再度出现大幅波动, 而且波动幅度较上一轮再度扩大。从2009年6月的68.13美元/吨反弹至2011年9月175.92美元/吨, 之后大幅回落。2012-2013年国内钢材需求强劲, 虽然铁矿石供给快速增加, 供给曲线右移至S3位置, 但在此期间铁矿石价格仍然在130美元/吨上下波动。随着铁矿石供给量继续扩大, 供给曲线再度右移, 2014年国内经济增速放缓, 铁矿石需求增量不及供给增量, 2014-15连续两年铁矿石价格持续下滑接近70%, 2015年底62%进口铁矿石到岸价格已经跌至42.5美元/吨, 早已跌破国内外多数铁矿石生产企业的生产成本线。

2.2.3 铁矿石需求量预测

我国经济增速较前期明显放缓, 经济已经进入“结构性递减”阶段。今后一段时间内, 我国经济将进入一个位于6.5%左右较以往略低的增幅水平上。由于新型城市化建设的推进, 未来几年我国基建、地产仍有较大增长潜力。城市轨道交通、高铁、保障房等建设固定资产投资仍将保持较高增速。由此带动的建筑用钢、机械用钢、以及其它消费用钢量仍将处于绝对高位, 但需求增速较前期会出现下降。

市场普遍认为, 我国钢铁消费已经进入平台期, 未来我国粗钢年产量将在8亿吨上下波动[4]。短期内我国长流程钢铁生产结构难以改变, 所以铁矿石需求量仍然保持高位。根据公式一推算, 进入平台期后我国每月铁矿石需求量仍将保持在1.0亿吨左右。

2.2.4 铁矿石供给量预测

根据公开资料显示, 必和必拓2017年的铁矿石产量将达到2.9亿吨;淡水河谷2018年产量将达到4.5亿吨;力拓预计在2016年产量突破2.6亿吨。从前期主要矿山发布的产能扩建计划中来看, 2014-2015年是全球铁矿石新增产能投产的高峰期。铁矿石供大于求的局面已经确立, 并且在短期内难以改变。

在供给过剩时期, 商品价格通常会接近或低于生产成本, 而且价格在底部停留的时间也经常超过预期。目前进口铁矿石价格较2014年年初已经下跌了将近70%, 对于大多数国内矿山而言, 矿价早已经低于生产成本, 不少国内高成本矿企亏损运营或已关闭。同样在澳洲的中小矿山情况类似。2013年6月-2014年9月, 澳大利亚已经有接近200家矿商宣告破产。

假设我国全部优先购买四大矿山的铁矿石, 那么根据我国的生铁产量来看, 四大矿山的供应量还远远不够, 所以一定会有其他的矿山来补充不足部分。

因为四大矿山的生产成本最低, 所以其它矿商的边际生产成本一定比四大矿山高。只要有其它矿商生产, 那么四大矿山就还没有达到利润最大化, 所以四大矿山就要继续扩大产量, 继续挤出其它生产矿山, 尽可能地增加利润, 争取利润最大化。供应量继续增加, 那么铁矿石价格还会继续下降, 直到寻找到最终的平衡点为止。

四大矿山以外的矿石生产商中最后一个倒下时候的价格, 即是最终的平衡价格, 记做P。虽然价格跌到哪里暂时不好判断, 但是可以肯定的是, 如果其它生产商已经全部被挤出, 最后FMG也支撑不住了, 就说明铁矿石的价格已经筑底了, 此时FMG的铁矿石生产成本价格记做PFMG。于是有如下关系:P>=PFMG (2)

因为短期内来看, 铁矿石的供应量Q是恒定不变的, 因为Q不可能瞬时间增加很多。如果铁矿石价格继续下跌, 跌到PFMG以下, 记铁矿石价格下跌△P美元/吨 (△P<0) , 则△P*Q<0, 则 (PFMG+△P) *Q<PFMG*Q, 那么其它三大矿商的实际利润小于价格为时的利润, 所以可以得出结论, 如果其它生产商已经全部被挤出, 那么PFMG是铁矿石价格的底。

2015年1季度, FMG到岸成本价为43.7美元, 这与当时铁矿石价格已非常接近。FMG在2015年4月中旬宣布停止扩张, 并呼吁其它三大矿山限产保价。虽然力拓、必和必拓、淡水河谷没有实施减产, 但三大矿山从去年起并未再扩大投资。力拓、必和必拓的本轮扩张计划将在未来2年左右实现, 目前来看两拓均没有公布下一轮扩产计划。除了正在进行的S11D项目, 淡水河谷也未发布其它扩产计划。铁矿石供给长期大幅增加的计划并未出现, 但由于前期投资项目逐渐投产, 铁矿石供给量在未来1-2年内仍将持续扩大, 所以铁矿石的供给曲线在图3中将表现为继续右移。

2.2.5 确定样本取值区间

判断未来铁矿石价格的运行区间, 实际上就是要找到最终四大矿山以外的矿商边际生产成本这个平衡点, 铁矿石的价格运行将会以这个平衡点为中心上下波动。

2002年以前铁矿石是绝对的买方市场, 为了促成中国企业购买, 当时三大矿山甚至予以回扣[5], 铁矿石价格一直较低。但后来随着中国经济快速增长, 刺激了钢铁行业产能不断扩大, 中国众多中小钢企由于没有资格得到长协矿, 其巨大的需求推高了铁矿石现货市场的价格。2002年铁矿石市场发生逆转, 2003年-2006年随着中国需求的快速增加, 铁矿石供应格局向有利于供应方的方向发展, 这个阶段是铁矿石供应与需求达到平衡的阶段。2007-2013年, 由于需求过快, 铁矿石供应增速不及需求, 导致铁矿石价格大幅上涨。2014年以后, 由于前期投产的铁矿石新增产能在2014-2015年进入集中投放期, 导致铁矿石供应量过大, 铁矿石供应局面再度出现逆转, 进入供大于求的阶段, 铁矿石价格大幅下滑。2016-2017年, 铁矿石生产利润空间持续缩小, 挤出高成本矿山, 价格在寻找新的平衡点, 铁矿石供需再度达到平衡 (如图4所示) 。此时的铁矿石价格也就是四大矿山以外的矿商的边际生产成本。四大矿山近些年由于生产效率和技术手段的提高, 其生产成本出现了小幅下降。同时考虑过去这十年美元汇率的下降, 本文判断, 此次铁矿石供应再度平衡的价格区间应该与上一次供需平衡的价格区间高度重叠。通过对图3的分析可以看出, 价格都将稳定在图中虚线所示的矩形区间内。故本文选取图3中虚线矩形内的数据作为样本, 对未来1-2年内, 我国进口铁矿石均价进行预测。

2.2.6 铁矿石价格区间预测

在此模型中以铁矿石需求量D作为解释变量, 进口铁矿石平均价格P作为被解释变量, 用计量经济学分析软件EVIEWS为工具, 做最小二乘分析, 建立以下线性模型, 回归结果见表1。

模型检验:

(1) 经济意义检验。所估计的参数β2=0.001793, 说明铁矿石需求量每相差1万吨, 可以导致进口铁矿石平均价格变化0.001793美元。这与实际交易过程中需求增加价格上涨, 需求降低价格下降的意义相符。

(2) 拟合优度和统计检验。虽然本模型的拟合优度仅有0.1788, 但拟合优度并不是评判模型拟合效果的唯一因素。

对回归系数的t检验:假设H0:β1=0和H0:β2=0。取α=0.05, 自由度n-2=43-2=41的临界值t0.025 (41) =2.021, (β1) =18.36734>=18.36734>t0.025 (41) =2.021, 拒绝原假设H0:β1=0。t (β1) =2.988115>t0.025 (41) =2.021, 所以拒绝原假设H0:β2=0, 接受备择假设H1:β2≠0。这表明铁矿石需求量对进口铁矿石平均价格有显著影响。

取α=0.05, Yf平均置信度95%的预测区间为

Xf=10000时, Yf平均置信度95%的预测区间为 (60.89芎7.59)

即是说当Xf=10000时, Yf平均置信度95%的预测区间为 (53.03, 67.48) 。

3 结论与建议

我国宏观经济增速明显放缓, 未来几年虽有新型城镇化建设推动经济增长, 但已基本不会出现大规模的经济刺激政策。目前我国钢材价格已经跌落到20年前的水平, 钢材价格接近生产成本, 铁矿石价格已基本稳定, 继续下探的可能性已经不大。综合考虑未来几年铁矿石供给量增加的幅度, 本论文研究推算的价格是比较可靠的。在未来1-2年时间内, 我国进口铁矿石平均价格将以95%的概率在美元的价格区间波动。

本文定量测算出未来1-2年间进口铁矿石平均价格运行区间, 能够为我国钢铁企业进口铁矿石采购工作提供依据, 为企业的成本管理与风险控制提供参考借鉴。

政策建议:由于铁矿石价格持续走低, 2015年12月62%的进口矿已经跌破40美元大关, 国产矿、海外中小型矿山由于成本偏高已出现多处停产。2014年我国铁矿石对外依存度已经高达78.5%, 中钢协曾预测, 我国铁矿石对外依存度达到90%也是极有可能的。目前我国还未形成完善的铁矿石资源储备系统。一旦日后四大矿山主动或被动的涨价或者限制对我国的铁矿石供给, 对我国的钢铁行业运行将带来灾难性的打击。我国政府应该把握住目前铁矿石价格低位的有利局面, 未雨绸缪, 尽快完善我国铁矿石资源储备系统, 及废钢供应体系, 调整国家资源战略, 为以后我国钢铁行业稳定运行、转型升级提供可靠保障。

摘要:2004-2014年铁矿石价格大幅波动, 我国钢铁企业为此多支付了3.2万亿元人民币, 钢铁企业利润下滑, 产品价格上升, 全社会利益受损。研究铁矿石价格变动对钢铁企业生产、成本控制、改善盈利水平具有重要意义, 对国家制定相关资源政策也具有重要的参考意义。论文分析铁矿石需求-供给曲线移动轨迹, 采用计量经济学一元线性回归方法, 定量预测未来1-2年内我国铁矿石价格, 预测结果表明我国进口铁矿石平均价格将以95%的概率在美元的价格区间波动。

运动镜头拍摄规律 篇2

运动镜头虽然给影片带来新的空间和自由,但在运用的过程中它也可能成为一种危险的武器。它会轻易的破坏幻觉。不恰当地使用运动镜头,很快就会造成干扰,他会影响影片的节奏,甚至和故事的含义发生矛盾。要获得成功的画面调度,不仅要知道如何去创造它,而且要知道调度的时机和目的。

基本准则:

1:当拍摄一个激烈的动作时,运动镜头可以从剧中人的角度表现,从而使观众身临其境的体验剧中人的强烈感受。

2:把摄影机当成一个演员的眼睛。(主观手法,不大容易获得成功的镜头)

3:摇摄或移动摄影可以用来直接或是通过一个演员的眼睛来表现场景。(纪实风格,直接报导)

4:摇镜头或移动镜头可以在动作结尾时揭示出一种预料中的或意外的情况。

5:直接切入要比运动镜头快些,因为它立即转入一个新的视角。(避免摇移浪费大量时间表现无关紧要的东西)

6:摇移镜头可以跟着一个次要的人物,从一个兴趣中心转移到另一个中心。

7:镜头从一个兴趣中心转移到另一个中心,它的动作可以分三段,开始摄影机是静止的,中间是运动部分,最后摄影机重新停下来。(避免视觉的跳动)

8:摇移镜头经常结合起来去拍摄活动的人物或车辆。

9:跟着一个做重复性动作的对象移动或大范围的摇摄,其长度不限,可以根据剪辑的需要而定。

10:以摇移镜头接到一个有活动的人和物的静止镜头时,把对象保持在画面上的同一部位是有好处的。画面上的运动方向也要保持不变。

11:他、镜头的运动,不论是摇移,都可以有选择的删去多余的东西,并且可以在跟着主要运动时,在场景中引进新的人物,实物或背景。

12:摇移要有把握和准确。动作要得心应手。痉挛式的摇摄,或镜头的运动拿不定主意表现出业余的水平。

13:人物的动作可以使观众不去注意镜头的运动。

14:当连续摇移时,摄影机要走简单的路线,让人物或车辆在画面范围内作各种复杂的运动。15:摇移的起幅,落幅,在构图上保持画面的平衡。

16:静态镜头的有效剪辑长度取决于镜头内的运动;而运动镜头的长度取决于摄影机运动的持续时间,过长或过短的运动都会妨碍故事的发展。

17:摇移经常用来重新平衡画面的构图。(这种摄影机的运动很慢,位置调整不大)18:把对象置于从背景放映或前景反映的摄影屏幕前可以得到运动的幻觉。

19:推拉镜头经常用来在整个镜头拍摄过程中保持固定的画面构图。

20:运动常常是假定性的。

镜头的运动任何时候都必须有正当的理由。

很多要素是以拍电影为前提,我们的建筑动画也可以借鉴。

抛体运动与圆周运动命题规律探究 篇3

该热点在高考中主要以选择题的形式进行考查,命题角度有以下几点:

(1)根据分运动性质判断合运动性质。

(2)根据合运动性质判断分运动性质。

(3)考查运动中的临界极值问题。

例1 (2014年四川卷)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )。

A. B.

C. D.

解析 去程时船头垂直河岸如图1所示,设河宽为d,由合运动与分运动具有等时性,则去程时间t=;回程时行驶路线垂直河岸,故回程时间t=。由题意有=k,则k=,得v==,选项B正确。

例2 如图2,在高于河面20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°。人以恒定的速率v=3 m/s拉绳,使小船靠岸,那么( )。

A.5 s时绳与水面的夹角为60°

B.5 s内小船前进了15 m

C.5 s时小船的速率为4 m/s

D.5 s时小船距离岸边15 m

解析 设开始时小船距河岸为L,由tan30°=,解得L=20 m。5 s后绳端沿岸通过的位移为x=vt=15 m,设5 s后小船前进了x,绳与水面的夹角为θ,由几何关系得sinθ==0.8,即θ≈53°,A错误;由tanθ=,解得x≈19.6 m,B错误;由vcosθ=v可得5 s时小船的速率为v=5 m/s,C错误;5 s时小船到岸边的距离为L-x==15 m,D正确。答案:D。

总结提升 运动合成与分解的一般思路

(1)明确合运动或分运动的运动性质。

(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。

(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。

(4)运用力与速度的关系或矢量运算法则进行分析求解。

二、平抛运动规律及应用

命题规律 平抛运动的规律是每年高考的重点,有时以选择题的形式出现,有时出现于力学综合题中,有时还以带电粒子在电场中的运动为背景考查类平抛运动的处理方法。

例3 (2014年全国卷)取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )。

A. B. C. D.

解析 设物块在抛出点的速度为v,落地时速度为v,抛出时重力势能为E,由题意知E=mv;由机械能守恒定律,得mv=E+mv,解得v=v,设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ,则cosθ==,解得θ=,B正确。答案选B。

例4 如图3所示,边长为L的正方形ABCD中有竖直向上的匀强电场,一个不计重力的带电粒子,质量为m,电荷量为q,以初速度v从A点沿AD方向射入,正好从CD的中点射出,而且射出时速度方向与CD成θ=30°的夹角。

(1)该带电粒子带什么电?

(2)该电场的电场强度E为多少?

解析 (1)做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线凹的一侧,故带电粒子受到的电场力的方向为竖直向下,与电场强度的方向相反,所以粒子应带负电。

(2)带电粒子在电场中做类平抛运动,

则在水平方向上:L=vt,

在竖直方向上:v=at,

由牛顿第二定律得:Eq=ma,

由带电粒子离开电场时的速度方向可得:tan(90°-θ)=,解得:E=。

总结提升 (1)“化曲为直”是处理平抛(类平抛)运动的基本思路和方法。

(2)平抛运动与斜面的结合有下列两种情形:

三、圆周运动问题的分析

命题规律 该知识为每年高考的重点和热点,题型既有选择题,也有计算题。近几年的高考命题规律主要有以下几点:

(1)圆周运动与平衡知识的综合题。

(2)考查圆周运动的临界和极值问题。

(3)与平抛运动、功能关系相结合的力学综合题。

例5 (2014年全国卷)如图6,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )。

A.Mg-5mg B.Mg+mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg

解析 方法一:以小环为研究对象,设大环半径为R,根据机械能守恒定律,得mg·2R=mv,在大环最低点有F-mg=m,得F=5mg,此时再以大环为研究对象,受力分析如图7,由牛顿第三定律知,小环对大环的压力为F′=F,方向竖直向下,故F=Mg+5mg。由牛顿第三定律知C正确。

方法二:设小环滑到大环最低点时速度为v,加速度为a,根据机械能守恒定律mv=mg·2R,且a=,所以a=4g,以整体为研究对象,受力情况如图所示。F-Mg-mg=ma+M·0,所以F=Mg+5mg,C正确。

例6 (2014年安徽卷)如图9所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s。则ω的最大值是( )。

A. rad/s B. rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s

解析 当物体转到圆盘的最低点恰好不滑动时,转盘的角速度最大,其受力如图10所示(其中O为对称轴位置)

由沿斜面的合力提供向心力,有μmgcos30°-mgsin30°=mωR,

得ω==1.0 rad/s,选项C正确。答案:C。

总结提升 解决圆周运动力学问题要注意以下几点

(1)要进行受力分析,明确向心力的来源,确定圆心以及半径。

(2)列出正确的动力学方程:F=m=mωr=mωv=mr。

(3)对于竖直面内的圆周运动,要注意“杆模型”和“绳模型”的临界条件。

四、平抛与圆周运动的组合问题

曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程,考查运动的合成与分解、牛顿第二定律和功能关系等知识,常以计算题的形式呈现。

例7 如图11所示,AB段为一半径R=0.2 m的光滑的圆形轨道,EF为一倾角为θ=30°的光滑斜面,斜面上有一质量为0.1 kg的薄木板CD,木板的下端D离斜面底端的距离为15 m,开始时木板被锁定。一质量也为0.1 kg的物块从A点由静止开始下滑,通过B点后被水平抛出,经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上木板,在物块滑上木板的同时木板解除锁定。已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ=(g=10 m/s)。

(1)求物块到达B点时对圆形轨道的压力大小。

(2)求物块做平抛运动的时间。

(3)若下滑过程中某时刻物块和木板达到共同速度,则这个速度为多大?

解析 (1)物块由A到B由动能定理得mgR=mv,解得v==2 m/s,

在B点,由牛顿第二定律得F-mg=m,解得F=mg+m=3 N,

由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力为3 N。

(2)设物块到达斜面的竖直速度为v,则tanθ=(θ为物块末速度方向与水平方向的夹角),v=gt,解得t== s。

(3)物块落到木板上时的速度v== m/s,

对物块:v′=v+at,a=g(sinθ-μcosθ)=2.5 m/s,

对木板:v′=at,a=g(sinθ+μcosθ)=7.5 m/s,

解得v′=2 m/s。

总结提升 解决平抛与圆周运动的组合问题时极易因以下几点出错:①不能熟练掌握平抛运动和圆周运动的规律;②找不到衔接两种运动过程的关键物理量;③对竖直面内圆周运动的几种模型不能熟练掌握,找不出向心力。

运动规律心得 篇4

动画片中的活动形象,不象其它影片那样,用胶片直接拍摄客观物体的运动,而是通过对客观物体运动的观察、分析、研究,用动画片的表现手法,一张张地画出来,一格格地拍出来,然后连续放映,使之在银幕上活动起来的。因此,动画片表现物体的运动规律既要以客观物体的运动规律为基础,但又有它自已的特点,而不是简单的模拟。

研究动画片表现物体的运动规律,首先要弄清时间、空间、张数、速度的概念及彼此之间的相互关系,从而掌握规律,处理好动画片中动作的节奏

一、时间

所谓“时间”,是指影片中物体在完成某一动作时所需的时间长度,这一动作所占胶片的长度。这一动作所需的时间长,其所占片格的数量就多;动作所需的时间短,其所占的片格数量就少。由于动画片中的动作节奏比较快,镜头比较短,因此在计算一个镜头或一个动作的时间时,要求更精确一些,除了以秒为单位外,往外还要以“帧”为单位。

动画片计算时间使用的工具是秒表。在想好动作后,自己一面做动作,一面用秒表测时间;也可以一个人做动作,另一个人测时间。对于有些无法做出的动作,如孙悟空在空中翻筋斗,雄鹰在高空翱翔或是大雪纷飞乌云翻滚等,往往用手势做些比拟动作,同时用秒表测时间,或根据自己的经验,用脑子默算的办法确定这类动作所需的时间。对于有些自己不太熟悉的动作,也可以采取拍摄动作参考片的办法,把动作记录下来,然后计算这一动作在胶片上所占的长度,确定所需的时间。

二、空间

所谓“空间”,可以理解为动画片中活动形象在画面上的活动范围和位置,但更主要的是指一个动作的幅度,即一个动作从开始到终止之间的距离。以及活动形象在每一张画面之间的距离。动画设计人员在设计动作时,往往把动作的幅度处理得比真人动作的幅度要夸张一些,以取得更鲜明更强烈的效果。

此外,动画片中的活动形象做纵深运动时,可以与背景画面上通过透视表现出来的纵深距离不一致。例如:表现一个人从画面纵深处迎面跑来,由小到大,如果按照画面透视及背景与人物的比例,应该跑十步,那么在动画片中只要跑五、六步就可以了,特别是在地平线比较低的情况下,更是如此。

三、速度

所谓“速度”,是指物体在运动过程中的快慢。按物理学的解释,是指路程与通过这段路程所用时间的比值。在通过相同的距离中,运动越快的物体所用的时间越短,运动越慢的物体所用的时间就越长。在动画片中,物体运动的速度越快,所拍摄的格数就越少;物体运动的速度越慢,所拍摄的格数就越多。

在动画片中,不仅要注意较长时间运动中的速度变化,还必须研究在极短暂的时间内运动速度的变化。例如:一个猛力击拳的动作运动过程可能只有6格,时间只有1/4秒,用肉眼来观察,很难看出在这一动作过程中,速度有什么变化。但是,如果我们用胶片把它拍下来,通过逐格放映机放映,并用动画纸将这6格画面一张张地摹写下来,加以比较,就会发现它们之间的距离并不是相等的,往往开始时距离小,速度慢;后面的距离大,速度快。

由于动画片是一张张地画出来,然后一格格地拍出来的,因此我们必须观察、分析、研究动作过程中每一格画面(1/24秒)之间的距离(即速度)的变化,掌握它的规律,根据剧情规定、影片风格以及角色的年龄、性格、情绪等灵活运用,把它作为动画片的一种重要表现手段。

在动画片中,造成动作速度快慢的因素,除了时间和空间之外,还有一个因素,就是两张原画之间所加中间画的数量。中间画的张数越多,速度越慢;中间画的张数越少,速度越快。即使在动作的时间长短相同,距离大小也相同的情况下,由于中间画的张数不一样,也能造成细微的快慢不同的效果。

四、节奏

一般说来,动画片的节奏比其它类型影片的节奏要快一些,动画片动作的节奏也要求比生活中动作的节奏要夸张一些。整个影片的节奏,是由剧情发展的快慢、蒙太奇各种手法的运用以及动作的不同处理等多种因素造成的。这里说的不是整个影片的节奏,而是动作的节奏。

在日常生活中,一切物体的运动都是充满节奏感的。动作的节奏如果处理不当,就象讲话时该快的地方没有快,该慢的地方反而快了;该停顿的地方没有停,不该停的地方反而停了一样,使人感到别扭。因此,处理好动作的节奏对于加强动画片的表现力是很重要的。

造成节奏感的主要因素是速度的变化,即“快速”、“慢速”以及“停顿”的交替使用,不同的速度变化会产生不同的节奏感,例如:

A.停止——慢速——快速,或快速——慢速——停止,这种渐快或渐慢的速度变化造成动作的节奏感比较柔和。

B. 快速——突然停止,或快速——突然停止——快速,这种突然性的速度变化造成动作的节奏感比较强烈。

C.慢速——快速——突然停止,这种由慢渐快而又突然停止的速度变化可以造成一种“突然性”的节奏感。

由于动画片动作的速度是由时间、距离及张数三种因素造成的,而这三种因素中,距离又是最关键的,因此,关键动作的动态和动作的幅度往往构成动作节奏的基础。如果关键动作的动态和动作幅度安排得不好,即使通过时间和张数的适当处理,对动作的节奏起了一些调节作用,其结果也还是不理想的,往往造成比较大的修改。

动作的节奏是为体现剧情和塑造任务服务的,因此,我们在处理动作节奏时,不能脱离每个镜头的剧情和人物在特定情景下的特定动作要求,也不能脱离具体角色的身份和性格,同时还要考虑到电影的风格。

动画规律博大精深,我还需继续努力学习。

动画运动规律学习心得

班级:09数码一班

姓名:晏浩越

学号:091064032

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