EXCEL在物理研究中的動(dòng)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(xué)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(duì)著物理問題的表達(dá)式能從數(shù)學(xué)的角度分析出圖像的特征，但究竟不能精確反映，可能對(duì)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(dòng)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(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 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(gè)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(dá)式，要研究出這些量與量之間的關(guān)系，我們借助了許多計(jì)算機(jī)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(xué)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(gè)文件。Excel2007是我們常用的一個(gè)功能強(qiáng)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(dòng)態(tài)圖的較少。本文就利用Excel畫靜態(tài)圖和動(dòng)態(tài)圖作比較來探討Excel在物理中的應(yīng)用。

1.利用Excel處理靜態(tài)圖

利用Excel的強(qiáng)大的圖形處理，比其它的處理圖像的軟件都來得比較簡(jiǎn)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(yùn)動(dòng)的位移——時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)時(shí)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(dòng)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(diǎn)圖→帶平滑線的散點(diǎn)圖→完成”，再適當(dāng)單擊圖像在圖表工具中單擊布局，在標(biāo)簽中坐標(biāo)軸、圖表標(biāo)題、圖例并進(jìn)行格式化設(shè)置，作出的散點(diǎn)圖如圖1。

通過此圖我們很容易獲得對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，如到達(dá)最高位置的時(shí)間和回到原位置的時(shí)間等，加深了對(duì)物理概念及過程的理解。

2. 利用Excel處理動(dòng)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(duì)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(dòng)條控件來控制需要變化的量的值，通過設(shè)置滾動(dòng)條的單元格鏈接，隨著值的變化，Excel表格中的數(shù)據(jù)也會(huì)跟著變化，同時(shí)帶動(dòng)了圖的變化。下面我們?nèi)稳挥秘Q直上拋運(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)控制初速度和加速度的控件：點(diǎn)擊Excel的左上角的Office按鈕，在右下角點(diǎn)擊Excel選項(xiàng)，勾選“開發(fā)工具”選項(xiàng)卡，再在菜單欄上點(diǎn)擊開發(fā)工具→控件/插入→滾動(dòng)條（窗體控件），待鼠標(biāo)變成“+”形時(shí)，在空白編輯區(qū)畫出初速度滾動(dòng)條，設(shè)置滾動(dòng)條的格式：右擊滾動(dòng)條→設(shè)置控件格式→控制，當(dāng)前值設(shè)為12，最小值設(shè)為0，最大值為20，步長(zhǎng)為1，單元格鏈接設(shè)為$C$2點(diǎn)確定。對(duì)于建立加速度滾動(dòng)條控件一樣，為了得到負(fù)加速度，將單元格鏈接設(shè)為$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(diǎn)圖，便于調(diào)節(jié)，并將滾動(dòng)條拖放到圖像區(qū)域，這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)的圖就建好了，只要拖動(dòng)滾動(dòng)條，圖像就會(huì)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(dòng)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(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，利用信息技術(shù)來畫出原來不好處理的圖像教學(xué)，不能演示的實(shí)驗(yàn)也可以模擬出來，也可以利用Excel的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行函數(shù)擬合，得出通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)的函數(shù)表達(dá)式，深化物理問題的理解。

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