小学生系列之六——小球蹦蹦跳
一、功能描述
模拟地球上的自由落体运动：小球从空中掉落，落地后再弹起，弹起后的高度逐渐降低，直至不再弹起。如下面的视频所示。
图1 跳动的球——运动轨迹
二、界面设计
如下图所示，在项目中添加四个组件——按钮、画布、精灵及计时器（在传感器分组中）。
组件的属性设置如下：
按钮：
名称=重新开始
显示文本=重新开始
画布：
宽度、高度=充满
精灵：
x、y坐标=0
图片=ball_30.png(球的直径为30像素)
计时器：
计时间隔=25毫秒（1秒=1000毫秒）
三、认识代码块
1、连加法块
加法块是可扩展块，点击加法块左上角的蓝色标记，即可添加加数，数量不限，如下图所示。
2、代码的两种显示方式
加法块中有两个或多个插槽，需要在这些插槽中填入数字，这些数字被称为“输入项”，输入项的排列方式有两种，如下图所示，左图为内嵌式（数字嵌入在代码块中），右图为外挂式（数字悬挂在代码块的外侧）。这一功能可以调整代码块的宽度或高度，以便在有限的屏幕范围内，尽可能完成地显示代码。在代码块上点击右键，在弹出的菜单中可以切换显示方式。
3、条件语句
下图中是一个有返回值的条件语句，如果条件满足，则返回A（则后面的值），否则，返回B（否则后面的值）。
4、计时器
计时器像钟表一样，会嘀嗒嘀嗒地走动，每“嘀嗒”一次都会触发一次计时事件，两次“嘀嗒”之间的时间长度叫做计时间隔，用毫秒来度量，1秒=1000毫秒。在本例子中，计时间隔设为25毫秒，也就是说，1秒钟会发生40次计时事件。每当发生计时事件时，我们都会重新设置小球的垂直速度及小球的位置（x、y坐标），这样就形成了小球的连续运动。
5、计时器的开启与停止
通过设置计时器组件的启用计时属性，可以控制计时器的工作状态，当启用计时属性设为真时，计时器开始工作（计时），当启用计时属性设为假时，计时器停止工作。
6、与运动相关的变量
垂直速度：小球从最高点开始下落，垂直方向的初始速度为零，此后，在每个计时事件中，速度将有所变化；
水平速度：小球在水平方向的初始速度为0.7，并保持不变；
重力：小球在地球的重力场中下落，重力的作用使小球在垂直方向的速度增大或减小，小球上升时，重力起到减速作用，小球下降时，重力起到加速作用；
空气阻力：小球在运动过程中，受到空气阻力的作用。本例子中假设空气阻力的大小不变，方向与速度方向相反。
可以修改这些变量的值，以便使球的运动更符合人们在现实世界中的体验。
7、小球垂直方向速度的计算
假设向下为速度的正方向，即小球向下运动时，垂直速度>0，小球向上运动时，垂直速度<0。
下面的公式描述了小球在两个时间点上速度的变化，假设时间点1在前，时间点2在后，图中代码块的含义是：
设global垂直速度：设定时间点2小球的垂直速度；
连加号：三个对速度有影响的因素的叠加；
global垂直速度：时间点1小球的垂直速度；
重力：重力的值是不变的，当小球向下运动时，重力使小球的垂直方向加大；当小球向上运动时，重力使小球的速度减小。
条件语句：当小球向下运动时（垂直速度>0）,空气阻力的方向向上（与运动方向相反）；当小球向上运动时（垂直速度<0），空气阻力的方向向下（同样与运动的方向相反）。阻力与运动方向相反，意味着阻力使小球的速度
8、小球运动的实现
在每个计时事件中，通过改变小球的坐标来实现运动效果，坐标改变的原因是小球的速度；而速度改变的原因是小球受到了两种力的作用——重力及空气阻力（见上图）。
9、当小球落到底时
扮演小球角色的精灵，只能在画布的范围内移动，当它碰到边界时，就会触发“碰到边界”事件。如下图所示，碰到边界事件中携带了一个参数——边界代码，那么何为边界代码呢？
如下图所示，边界代码就是一个数字，这个例子里与两个边界有关，即底边（边界代码=-1）以及右边（边界代码=3）。
10、处理小球的碰到边界事件
如上图所示，如果小球没有碰到右边界，那么它一定是碰到了底边，此时，让它的速度变为负值（速度的大小不变，方向改变）；如果碰到右边界，则计时器停止工作。
四、知识点：运动是时间与空间的结合
如果说画布代表空间，那么计时器则代表时间，物体的运动就是物体的空间位置随时间的变化。利用计时器组件，可以创造出复杂的运动效果，模拟各种类型的运动，如匀速、匀加速、匀减速、圆周运动，等等。关于运动的知识要到初、高中的物理课中才开始涉及，不过这并不妨碍我们模拟各类运动，通过修改与运动相关的参数，观察它们对运动效果的影响，这是一种难得的实验体验，即便是在物理实验室中，也难以设计出这样完美的实验。
模拟各类运动也是游戏编程中重要的部分，例如，愤怒的小鸟中，子弹的飞行轨迹就可以用二次方程来模拟。
五、完整代码
六、作业：
1、绘制出小球的运动轨迹，如下图所示。
2、改变小球的水平速度，观察运动轨迹的变化；
3、在水平方向上同样考虑空气阻力，观察运动轨迹变化。
4、为动画配音，当小球撞击地面时，发出咚咚声。