Python程序设计期末作业.pdf

Python 程序设计期末作业 - 物理模型模拟程序 该资源是一个 Python 程序设计期末作业，旨在模拟一个非线性动力系统，体会系统参数的混沌现象，并熟悉 VPython 的使用。该程序使用 VPython 库来模拟一个物理模型，模型空间的四周及顶面为刚性壁，底为一有质量的刚性平板，平板由一根轻弹簧支撑。模型空间内有数个刚性球作自由运动。 该程序的主要组成部分包括： 1. 物理模型的参数定义，包括重力加速度、弹簧胡克系数、球质量、平板质量、球半径等。 2. 物体基类，提供设置、返回位置、速度信息，及迭代一个时间小量 dt 的方法。 3. 球类，继承于物体类，提供设置位置、速度信息，及迭代方法。 4. 平板类，继承于物体类，提供设置位置、速度信息，及迭代方法。 5. 生成随机位置向量和三维标准正态分布向量的函数。 6. 物理模型类，含有一个平板和 N 个球，提供迭代一个时间小量 dt 的方法。 程序的使用方法是直接运行程序，则开始模拟并实时绘制。也可修改程序开始处的几个全局变量，改变模型的参数。 该程序的知识点包括： 1. 物理模型的设计和模拟 2. VPython 库的使用 3. Python 语言的基础知识，包括类、继承、函数、模块等 4. 数学知识，包括向量运算、矩阵运算、正态分布等 5. 计算机图形学知识，包括三维图形绘制、动画制作等 该程序的优点是： 1. 该程序可以模拟一个非线性动力系统，体会系统参数的混沌现象。 2. 该程序可以熟悉 VPython 库的使用，提高用户的编程能力。 3. 该程序可以培养用户的科学计算和数据分析能力。 该程序的缺点是： 1. 该程序的代码量较大，需要用户有较强的编程基础。 2. 该程序需要用户具备一定的物理知识和数学知识。 3. 该程序的运行速度可能较慢，需要用户具备较强的计算机设备。 该程序是一个有价值的资源，可以帮助用户学习 Python 语言、VPython 库和物理模型的设计和模拟。