運用虛擬技術研究平拋運動

陳偉震

(湖南省株洲市南方中學 412002)

做好物理實驗是學好物理的重要方法.實際操作中由于實驗條件的限制，有些物理實驗是難于完成，或不容易觀察到明顯的實驗現象，或不容易記錄實驗數據，對學生學習帶來一定困難.

平拋運動是一種重要的曲線運動.平拋運動的研究方法是分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動進行研究.做好平拋運動實驗，對學習平拋運動有很重要的意義.傳統的演示實驗是，在平拋一個小球的同時釋放一個做自由落體運動的小球，通過聽聲音來判斷兩個小球是否同時落地，驗證平拋運動在豎直方向上做自由落體運動.實驗時由于各種因素的干擾，有時難于聽到兩球落地只有一個聲音.并且這樣做不能驗證平拋運動在水平方向是勻速直線運動，教學不能達到預期效果.運用“仿真物理實驗室”模擬平拋實驗可以很好地解決這個問題.

虛擬實驗是一個重要的方向，在實驗操作的交互性和實驗結果的仿真性與實際操作有比較優越的地方.“仿真物理實驗室”是一個非常實用的工具軟件，它為我們提供了一個實驗器具完備的綜合性實驗室.可以說它是物理教師的課件制作平臺，物理課堂的教學平臺和學生的探索性學習平臺.

“仿真物理實驗室”的主界面實驗區的上面是工具欄，工具欄中有常用命令的快捷按鈕.實驗區的右邊是元件箱，用鼠標點擊器件箱中的元件，再根據提示在實驗區中點擊鼠標，就能創建元件.將鼠標放在所創建的元件上，單擊右鍵可以修改元件的屬性.實驗區的下方是狀態欄，狀態欄顯示當前鼠標的坐標位置，并顯示必要的操作提示信息，使用十分便捷.

打開“仿真物理實驗室”軟件，分別設置兩個小球的屬性.一個小球做自由落體小球，小球質量設為0.05kg，重力加速度為10m/s2.另一個小球做平拋小球，小球質量設為0.05kg，重力加速度為10m/s2，

初速度設為2m/s.點擊工具條中的運行軟件圖標.可以看到如圖1所示的的動畫界面.在此界面中很明顯看到做自由落體運動的紅色小球與做平拋運動的綠色小球在豎直方向的運動情況完全相同，做平拋運動的小球在水平方向做勻速運動.還可以通過改變小球平拋的初速度驗證平拋運動的時間與小球的水平初速度大小無關(如圖2).筆者運用“仿真物理實驗室”軟件研究平拋在實際教學中取得了很好地教學效果.

圖1

圖2