Mathematica在“平抛运动”教学中的应用
2015-01-24寻银锭詹杰
当代教育理论与实践 2015年6期
寻银锭,詹杰
(湖南科技大学 物理与电子科学学院,湖南 湘潭 411201)
Mathematica是一款集数值计算、符号计算、仿真模拟、图形处理等多种功能于一身的应用软件,能够完成繁杂的符号运算、高精度的数值计算及数学图形的绘制甚至动画制作等多种操作,是利用现代信息技术进行物理教学的有力工具[1]。Mathematica能对物理问题建立数学模型,能精确、动态地仿真模拟实验。在物理课堂教学中,可以借助Mathematica软件的仿真模拟功能,将一些抽象的物理过程和物理知识生动地展示出来,从而有助于学生对物理知识的理解,提高物理课堂教学的效率。
1 平抛运动实验教学现状
平抛物体的运动是高中物理中的一个重点教学内容。作为学生接触的第一种曲线运动,平抛运动过程中物体的受力分析、运动方向的变化以及运动轨迹都极易使学生产生困惑。虽然教师讲解时可以辅以演示实验帮助说明平抛物体运动的特点和原理,但是演示实验的瞬时性和不可再现性,往往不利于演示目标的实现。因而,平抛运动成为高中物理教学中的一个难点[2]。人教版《物理·必修2》教材中提供了多种实验方案[3]。在实际教学过程中,按教材介绍的实验方法进行操作时,存在以下不足之处。
方案一:利用实验室的斜面小槽等器材装配如图1所示的装置。钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使沾墨的钢球在斜槽上同一位置滚下,描出小球经过的位置。通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,以得到钢球做平抛运动的轨迹[4]。……
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