手把手教你用Python來模擬繪制自由落體運(yùn)動(dòng)過程中的拋物線(附源碼)
大家好,我是Python進(jìn)階者。
前言
前幾天有個(gè)叫【-berry】的粉絲在問了一道關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的拋物線作圖的問題,如下圖所示。
當(dāng)某個(gè)物體以初速度v水平拋出,其軌跡為一條拋物線,模擬繪制這條拋物線。用高中物理知識(shí),我們肯定可以輕易實(shí)現(xiàn),但是今天我們需要用Python進(jìn)行實(shí)現(xiàn),稍微有些難度了。
一、思路
其實(shí)解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)就是在于兩點(diǎn)。其一是基于加速度公式,通過Python得到對(duì)應(yīng)的x和y的點(diǎn)值;其二是針對(duì)這些點(diǎn)集進(jìn)行作圖。這里例舉一種方法,小編想象肯定還有其他的方法的,也歡迎大家在評(píng)論區(qū)諫言。
二、分析
我們需要定義一個(gè)列表,用于存儲(chǔ)物體的坐標(biāo)值,其中總高度我們可以自己自定義,之后水平上的位置和垂直高度的位置都可以通過相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算,將每次計(jì)算得到的點(diǎn)集追加到列表之后,之后調(diào)用作圖函數(shù)進(jìn)行繪制拋物線,具體實(shí)現(xiàn)如下。
三、具體實(shí)現(xiàn)
直接上代碼,如下所示:
- # coding: utf-8
- from matplotlib import pyplot as plt
- def pwx(v, h):
- yx = [] # 定義一列表
- # 物體從高處位置為點(diǎn)50米的地方
- g = 9.8
- height = 5 # 這個(gè)是常量每運(yùn)行一行為5米
- hh = 5*v # 總高度
- for i in range(h):
- y = height
- height = y+5
- x = int(v*(2*y*(1/9.8))**0.5)
- yx.append((hh, x))
- hh -= 5
- return yx
- def huaxian(yx):
- plt.title("Parabolic trajectory curve")
- plt.xlabel("x")
- plt.ylabel("y")
- for y, x in yx:
- plt.plot(x, y, "*")
- print(y, x)
- plt.show()
- def main():
- v = int(input("請(qǐng)輸入初速度v: "))
- h = int(input("請(qǐng)輸入繪制行數(shù)h: "))
- yx = pwx(v, h)
- huaxian(yx)
- if __name__ == "__main__":
- main()
當(dāng)在Pycharm中運(yùn)行之后,輸入初速度為10,繪制行數(shù)為10之后,程序就會(huì)自動(dòng)跑起來,如下圖所示:
之后matplotlib庫會(huì)給我們呈現(xiàn)一個(gè)完美的拋物線圖,如下圖所示:
四、總結(jié)
我是Python進(jìn)階者。本文基于粉絲提問,針對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的拋物線,使用Python來作圖的問題,給出了具體的實(shí)現(xiàn)方案,順利幫助粉絲解決了問題。