教你用Python模拟绘制高中物理中平抛运动过程中的实线抛物线
来源:Python爬虫与数据挖掘
作者:Python进阶者前言
昨天我发布了这篇文章:手把手教你用Python来模拟绘制自由落体运动过程中的抛物线,后来有个叫【冫马讠成】的粉丝在留言区提到了一个不错的想法,如下图所示。
也就是说需要实线进行作图。下图是粉丝的提问题目,可以看看需求,其实就是需要用Python进行实现。
当某个物体以初速度v水平抛出,其轨迹为一条抛物线,模拟绘制这条抛物线。
【PS】:这个是平抛运动,不是自由落体运动,因为自由落体运动初始速度为0,所以千万别搞混了,这里给大家也复习下高中的物理知识。
用高中物理知识,我们肯定可以轻易实现,但是今天我们需要用Python进行实现,稍微有些难度了。一、思路
其实解决问题的关键点就是在于两点。其一是基于加速度公式,通过Python得到对应的x和y的点值;其二是针对这些点集进行作图。这里例举一种方法,小编想象肯定还有其他的方法的,也欢迎大家在评论区谏言。下图是平抛运动的公式。
二、分析
昨天的文章我们实现的方式是定义一个列表,用于存储物体的坐标值。今天这里稍微做了一下改进,使用列表推导式一步到位。其中总高度我们可以自己自定义,之后水平上的位置和垂直高度的位置都可以通过相关公式进行计算,之后调用作图函数进行绘制抛物线,具体实现如下。三、具体实现
直接上代码,如下所示:# coding: utf-8 import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import math def pwx(v0, h): g = 9.8 H = 5 * h t = math.sqrt(H/g) x = [v0 * t for t in np.arange(0, t, 0.1)] y = [H - 0.5 * g * t * t for t in np.arange(0, t, 0.1)] plt.title("Parabolic trajectory curve") plt.xlabel("x") plt.ylabel("y") plt.plot(x, y) # plotting x and y plt.show() if __name__ == "__main__": v = int(input("请输入初速度v: ")) h = int(input("请输入绘制行数h: ")) pwx(v, h)
当在Pycharm中运行之后,输入初速度为5,绘制行数为10之后,程序就会自动跑起来,如下图所示:
之后matplotlib库会给我们呈现一个完美的抛物线图,如下图所示:
四、总结
我是Python进阶者。本文基于粉丝提问,针对平抛运动运动过程中产生的抛物线,使用Python来作实线图的问题,给出了具体的实现方案,顺利帮助粉丝解决了问题。虽然文中只是例举了1种方法,但是小编相信肯定还有其他的方法的,也欢迎大家在评论区谏言。
小伙伴们,快快用实践一下吧!