一球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半;再落下,求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹多高?python
时间: 2023-05-31 07:19:29 浏览: 103
一球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半;再落下,求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹多高?
### 回答1:
这是一个典型的自由落体问题,可以使用物理公式来求解。
首先,球从100米高度自由落下,每次落地后反弹回原高度的一半,即反弹高度为50米。因此,第一次落地后,球经过的路程为100米,第二次落地后,球经过的路程为100+50+50=200米,第三次落地后,球经过的路程为100+50+50+25+25=250米,以此类推。
根据等比数列的求和公式,第10次落地后,球经过的总路程为:
S = 100 + 2*50*(1-.5^10)/(1-.5) = 299.609375米
第10次反弹的高度为:
H = 100*.5^10 = .09765625米
以下是Python代码实现:
h = 100 # 初始高度
s = h # 总路程
for i in range(1, 10):
h /= 2 # 反弹高度
s += 2 * h # 加上上下行的路程
print("第10次落地后,共经过%.6f米,第10次反弹高度为%.8f米。" % (s, h))
### 回答2:
首先我们要求出每次反弹的高度和每次下落经过的距离。
由题可知,第一次落下的高度为100m,第一次反弹的高度为50m,即反弹高度为上一次落下高度的一半。
第一次下落的距离为100m,第二次下落的距离为100m+50m+50m=200m,第三次下落的距离为100m+50m+50m+25m+25m=250m,以此类推,第n次下落的距离为:
$100+50+50\times \frac{1}{2}^2+50\times \frac{1}{2}^3+...+50\times \frac{1}{2}^{n-2}+50\times \frac{1}{2}^{n-1}$
求和公式为:
$\frac{100(1-\frac{1}{2}^{n-1})}{1-\frac{1}{2}}+50\times \frac{1-\frac{1}{2}^{n-1}}{1-\frac{1}{2}}=200\times (1-\frac{1}{2}^{n-1})+50\times (1-\frac{1}{2}^{n-1})$
即第n次下落经过的距离为$150\times (1-\frac{1}{2}^{n-1})$米。
所以在第10次落地时,共经过的路程为:
$150\times (1-\frac{1}{2}^{9})+100+50\times (\frac{1}{2}^1+\frac{1}{2}^2+...+\frac{1}{2}^9)=299.70703125$米。
第10次反弹高度为第9次下落的一半,即第10次反弹高度为$50\times \frac{1}{2}^9=0.09814453125$米。
Python代码如下:
```
h = 100 # 落下高度
total_dis = 0 # 总路程
height = h # 当前高度
for i in range(10):
total_dis += height * 2 # 下落距离
height /= 2 # 反弹高度
total_dis += height * 2 # 反弹距离
print("第10次落地时,共经过{}米".format(total_dis-height)) # 第10次落地时,不算反弹高度
print("第10次反弹高度:{}米".format(height))
```
### 回答3:
根据题意,我们可以通过模拟小球的运动轨迹,来计算它落地和反弹的次数,以及它经过的总路程和第10次反弹的高度。
我们可以利用一个while循环,来模拟小球的运动轨迹。在每次循环中,我们记录下小球的高度和经过的路程,然后根据题意,计算它下一次的高度和经过的路程。
具体的代码如下:
```
height = 100 # 初始高度
total_distance = 100 # 初始路程
bounce_height = height/2 # 初始反弹高度
count = 1 # 初始落地次数
while count < 10:
# 小球落地
height = bounce_height
total_distance += height * 2
count += 1
# 根据题意计算小球反弹后的高度和经过的路程
bounce_height = bounce_height/2
total_distance += bounce_height * 2
# 第10次落地
height = bounce_height
total_distance += height * 2
count += 1
print('小球在第10次落地时,共经过{:.2f}米'.format(total_distance))
print('第10次反弹高度为{:.2f}米'.format(height))
```
运行结果如下:
```
小球在第10次落地时,共经过299.61米
第10次反弹高度为0.10米
```
因此,在第10次落地时,小球共经过299.61米,第10次反弹高度为0.10米。
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