Question

我正在尝试编写一个代码，用于绘制从高度h下落的球的模拟，并使用运动方程y = y_0制作一个随时间变化的位置图我的代码是这样的：

来自matplotlib.pylab import show，xlabel，ylabel，scatter，plot 来自numpy import empty

settings.xml1

然而，我的图表在图形的每个角落中绘制了三个点，当它看起来像一条曲线时，我的图形每次都会改变，因为没有任何变量正在改变

Answer 1

好的，让我们解决语法错误。 for i in range of (1000-1)实际上是for i in range(1000-1)，但我认为这是您的错误，因为您可以运行代码。

现在，你的运动方程是错误的。

y[i+1] = time[i] + (vel[i+1] * dt)

# should be
y[i+1] = y[i] + (vel[i] * dt)

您退出模拟的条件也存在缺陷。

if y[i] > 0:

# you have to stop when the height becomes until negative
if y[i+1] < 0:

到目前为止，您的错误意味着您将在一次迭代后退出循环，实际上没有改变您的y数组。最后的问题在这里开始了。 numpy.empty()创建一个数组而不初始化值。这意味着原始值将是该点在内存中的任何值。如果在打破循环后打印y，您可能会注意到大多数值为0，而有些值非常小，但不接近0，例如3.18377034e-308。由于它们是数组中的最高值，因此它们会将绘图缩放到其范围。但由于它们是任意值，因此每次运行代码时，它都会生成不同的数字。

您有两种方法可以解决此问题。要么使用numpy.zeros()，要么只绘制第一个y[:i]值，这是您在击中地面时打破的循环点。

由于我们对您的问题中的方程式有一个解析解，因此您可以取消循环并使用数组对所有内容进行矢量化。我们可以用t（二次方）求解位移方程，以找出我们何时会撞到地面。然后我们初始化时间数组并用它来计算位移（速度是可选的）。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def time_to_hit_ground(y0, v0, a):
    discriminant = np.sqrt(v0**2 - 2*a*y0)
    t1 = (-v0 - discriminant) / a
    t2 = (-v0 + discriminant) / a
    if t1 >=0:
        return t1
    return t2

def drop(y0, v0=0.0, dt=0.1, g=-9.8):
    if y0 < 0:
        print('Object is underground.')
        return
    # if you also allow the user to change `dt` and `g` from the arguments,
    # you want to check they have the correct sign.

    t_ground = time_to_hit_ground(y0, v0, g)

    t = np.arange(0, t_ground+dt, dt)
    v = v0 + g * t
    y = y0 + v0 * t + g * t**2 / 2.

    plt.plot(t, y, '.')
    plt.axvline(t_ground, color='g')
    plt.axhline(0, color='g')
    plt.xlabel('Time (s)')
    plt.ylabel('Height (m)')
    plt.show()

球落下的位置随着时间的推移与python

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