题目大意:有一个与地面垂直的管子,管口与地面相距H,管子里面有很多弹性球,从t=0时,第一个球从管口求开始下落,然后每1s就会又有球从球当前位置开始下落,球碰到地面原速返回,球与球之间相碰会发生完全弹性碰撞(各自方向改变,速率变为相碰时另一个球的速率)问最后所有球的位置?
这一题又是一道弹性碰撞模型的题目,和Liner World有点像,但是这一题不要求输出球的名字,而是要你求得各个球的高度
这道题我们只用明白一个道理就很方便了:
首先我们来看一个球的情况:
一个球从H的高度下落,碰到地面原速返回,那么他在t时刻的位置由下列方程决定:
t=sqrt(2*H/g);
k=(int)(T/t);
Hi=H-(T-k*t)*(T-k*t)*g/2; (当K是偶数)
Hi=H-(k*t+t-T)*(k*t+t-T)*g/2; (当K是奇数)
如果有两个球:
如果第一个球没有碰地,那么两个球的高度将由Hi=H-(T-k*t)*(T-k*t)*g/2唯一确定
如果第一个球碰地了,那么在接下来的某一时刻两个球一定会相碰且交换速度,可以看成是擦身而过,但问题还没完,如果相碰后不再相碰,要确定高度,那么究竟怎么确定呢?
我们知道因为各个球可以看成独立的,根据题意,第2个球的高度应该要加上两个球的半径并除以100.0(单位是cm看清楚!),然后交换速度过后我们虽然2和1交换了状态,但是状态不变,我们还是可以把他们当成一个球看,但是同时注意,这两个球是有半径的!(一开始我没有想到半径打死都想出来为什么,模拟了一下才明白),最后答案为从低到高排列的小球逐次加上0和2r的高度即可(如果存在交换一定要排列,否则两个球就会重叠了就不对了)。
把上面这两种情况推广到多个球,我们就可以得到解决方法了
1 #include <iostream> 2 #include <algorithm> 3 #include <functional> 4 #include <math.h> 5 6 using namespace std; 7 8 double cal(const double, const double, const double); 9 const double g = 10.0; 10 static double h[101]; 11 12 int main(void)//很巧妙的一道物理模型题 13 { 14 int case_sum, N; 15 double H, R, T, seg_t; 16 scanf("%d", &case_sum); 17 18 while (case_sum--) 19 { 20 scanf("%d%lf%lf%lf", &N, &H, &R, &T); 21 seg_t = sqrt(2 * H / g); 22 23 for (int i = 0; i < N; i++) 24 h[i] = cal(seg_t, T - i, H);//每一个间隔减少1s 25 sort(h, h + N); 26 for (int i = 0; i < N; i++) 27 printf("%.2f ", h[i] + 2 * R*i / 100.0); 28 printf("\n"); 29 } 30 return EXIT_SUCCESS; 31 } 32 33 double cal(const double t, const double T, const double H) 34 { 35 if (T < 0) 36 return H;//相当于还没开始下落就直接 37 int k =(int)(T / t);//看究竟是上升阶段还是下降阶段。 38 if (k % 2 == 0)//下降阶段 39 return H - g*(T - k*t)*(T - k*t) / 2; 40 else 41 return H - g*(k*t + t - T)*(k*t + t - T) / 2; 42 43 }