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（附源码）

2024-04-04 03:37:24

前言

前几天有个叫【-berry】的粉丝在问了一道关于自由落体运动过程中产生的抛物线作图的问题，如下图所示。

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。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。

二、分析

我们需要定义一个列表，用于存储物体的坐标值，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，将每次计算得到的点集追加到列表之后，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-8from matplotlib import pyplot as pltdef pwx(v, h):    yx = []  # 定义一列表    # 物体从高处位置为点50米的地方    g = 9.8    height = 5  # 这个是常量每运行一行为5米    hh = 5*v  # 总高度    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 yxdef 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("请输入初速度v:  "))    h = int(input("请输入绘制行数h:  "))    yx = pwx(v, h)    huaxian(yx)if __name__ == "__main__":    main()

当在Pycharm中运行之后，输入初速度为10，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，针对自由落体运动过程中产生的抛物线，使用Python来作图的问题，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。

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