EXCEL在物理研究中的動態(tài)圖像演示

卓嬋+楊景華+卓敬清+卓斌清

【摘要】 在高中物理學中圖像能直觀地反映物理現(xiàn)象，處理問題往往能給人們靈感，然而，畫圖又給我們帶來了難題，雖然對著物理問題的表達式能從數(shù)學的角度分析出圖像的特征，但究竟不能精確反映，可能對問題的理解造成誤解。以前畫圖僅就靜態(tài)的圖，該文從Excel的控件的設(shè)置來畫動態(tài)圖，使人們能更好了解物理現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】 EXCEL 物理 數(shù)據(jù)處理

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2016）02-029-010

物理尤其是高中物理很大一部分內(nèi)容研究的是一個物理量與其它物理量之間的量的關(guān)系，而且常見的問題都存在著函數(shù)表達式，要研究出這些量與量之間的關(guān)系，我們借助了許多計算機語言來解決，如：C語言、C++，Mathematics、Matlab等，但這些需要一定的編程基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一般的學生包括高中生也已經(jīng)非常熟悉Microsoft office軟件，尤其是它包含的Word、Excel、PowerPoint三個文件。Excel2007是我們常用的一個功能強大的電子表格，可以幫我們處理數(shù)據(jù)，畫出圖像，以前也有很多文章介紹利用Excel來畫出物理圖像來解決問題，但介紹畫動態(tài)圖的較少。本文就利用Excel畫靜態(tài)圖和動態(tài)圖作比較來探討Excel在物理中的應用。

1.利用Excel處理靜態(tài)圖

利用Excel的強大的圖形處理，比其它的處理圖像的軟件都來得比較簡單，這里我們作為研究的例子，來畫出具有一定初速度為12m/s的豎直上拋運動的位移——時間圖，重力加速度取9.8m/s2，下面我們利用excel的數(shù)據(jù)填充功能在Excel表格中填入豎直上拋運動的位移值：

分析與操作步驟：

首先，在打開的工作表的第一、二列輸入數(shù)據(jù)，A1單元格輸入時間（秒），A2、A3兩單元格分別輸入0、0.1，然后選擇B1、C1，按住右下角的句柄往下拖直到A20，即獲得19個時間數(shù)據(jù)，間隔為0.15s；B1單元格輸入位移（米），B2單元格輸入“=12*A2-0.5*9.8*（A2）^2”后回車，然后往下拖動填充句柄直到B20.數(shù)據(jù)填充完畢。

選中第一、二列，選擇“插入→圖表→散點圖→帶平滑線的散點圖→完成”，再適當單擊圖像在圖表工具中單擊布局，在標簽中坐標軸、圖表標題、圖例并進行格式化設(shè)置，作出的散點圖如圖1。

通過此圖我們很容易獲得對豎直上拋運動的特點，如到達最高位置的時間和回到原位置的時間等，加深了對物理概念及過程的理解。

2. 利用Excel處理動態(tài)圖

靜態(tài)圖能反映所研究的問題，但是如果我們想改變條件，來比較圖像的變化，對于靜態(tài)圖就不適合了，這里我們采用Excel的控件功能，設(shè)置滾動條控件來控制需要變化的量的值，通過設(shè)置滾動條的單元格鏈接，隨著值的變化，Excel表格中的數(shù)據(jù)也會跟著變化，同時帶動了圖的變化。下面我們?nèi)稳挥秘Q直上拋運動來說明，通過改變初速度和加速度來改變圖像。

分析與操作步驟：

首先，按照做靜態(tài)圖一樣先做好時間、位移列數(shù)據(jù)，C1輸入初速度（，m/s）、D1輸入加速度（，m/s2）再建立兩個控制初速度和加速度的控件：點擊Excel的左上角的Office按鈕，在右下角點擊Excel選項，勾選“開發(fā)工具”選項卡，再在菜單欄上點擊開發(fā)工具→控件/插入→滾動條（窗體控件），待鼠標變成“+”形時，在空白編輯區(qū)畫出初速度滾動條，設(shè)置滾動條的格式：右擊滾動條→設(shè)置控件格式→控制，當前值設(shè)為12，最小值設(shè)為0，最大值為20，步長為1，單元格鏈接設(shè)為$C$2點確定。對于建立加速度滾動條控件一樣，為了得到負加速度，將單元格鏈接設(shè)為$E$2，然后，在D2單元格中輸入“=$E$2-10”，使得加速度可以從-10m/s2到10m/s2之間變化。

同建立靜態(tài)圖一樣建立作出的散點圖，便于調(diào)節(jié)，并將滾動條拖放到圖像區(qū)域，這樣一個動態(tài)的圖就建好了，只要拖動滾動條，圖像就會隨著不同的初速度和不同的加速度而變化。

3.結(jié)論

通過演示，動態(tài)圖像要比靜態(tài)圖理解問題更方便，更直接，而且，現(xiàn)在的基礎(chǔ)教育改革要求大力推進信息技術(shù)在教學過程中的普遍應用，利用信息技術(shù)來畫出原來不好處理的圖像教學，不能演示的實驗也可以模擬出來，也可以利用Excel的數(shù)據(jù)處理進行函數(shù)擬合，得出通過實驗得到的數(shù)據(jù)的函數(shù)表達式，深化物理問題的理解。

[ 參 考 文 獻 ]

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