Excel图表在物理实验教学中的作用

精品文档-下载后可编辑Excel图表在物理实验教学中的作用生活在这个丰富多彩的世界，几乎对所有的知识的认知都首先来自于视觉。也许人们无法记住一连串的数字，以及它们之间的关系和趋势，但却可以很轻松地记住一幅图画或者一个曲线。物理探究试验中往往会有大量的探究数据，直接观察数据无法得到有效结论，如果用传统的方法处理数据又需要大量的时间和精力，而且往往无法保证实验的准确性，在实验的过程中结合Excel高级制图功能会使得物理实验的过程变得更简单，结果更准确，因此在物理教学过程中Excel图表的应用值得广大教师引起重视。本文以高中物理教学中的两个实例说明Excel图表在教学中的作用

一讨论匀变速直线运动中位移和时间关系

实验探究过程中，首先用长木板、小车、勾码、刻度尺、电磁式打点计时器（6V50HZ）等建立匀变速直线运动模型（见图1）。在实验过程中，可以每隔一个点（0.04s）选一个计数点，测量出每个计数点到第一点的位移，得到数据见表1：

通过表1可以得到诸如0.04S、0.08S的位移，那么如何得到0.41S的位移呢，这是测量不能完成的工作，这里可以借助Excel强大的数据处理功能找到位移和时间的统计规律，并且添加趋势线后得图2。

通过统计规律可以粗略地获得0～0.48S内任一时刻的小车位移。但是，如何才能获得0.5S甚至更长时间段内某时刻的位移呢？这要求我们把图像向右延伸。在高中物理教学中，为了避免视觉的误差，往往把图像变更成一次函数图像。所以首先要猜测位移和时间好像是二次函数关系，甚至是更加复杂的函数关系。为了验证猜测，首先可以验证x与t2的关系，得到数据见表2。

再通过Excel处理数据功能转化成散点图并添加趋势线如图3。

通过图像，我们可以通过实验的方法基本上得到匀变速直线运动中位移和时间的平方成正比，再通过微元法对匀变速直线运动的速度时间图像进行分析，又可以从理论的角度得到同样的结论。二行星与太阳间的引力

这一节的教学大都是按照课本上从理论的角度推导，如果能用Excel处理数据的方式教学会让学生更容易理解和接受。

引入：随着电影《2022》的热播，很多观众对把天文现象与自然灾害联系在一起产生恐慌。影片中极力渲染的九大行星在各自轨道上不停地围绕太阳运转，轨道、运行速度和周期均不同，但经过一定时期九颗行星会同时运行到太阳的一侧，聚在一个扇形区域，这种现象叫做“连珠”。一般来说，行星的数目越多，聚在一起或排成一线的机会也越少。九颗行星都会聚到一起称为九星连珠。那么九星连珠现象到底会不会给地球带来灾难呢？

教学中，先介绍行星围绕太阳做近似匀速圆周运动的周期和轨道半径（见表3）。

利用Excel工具计算出各行星向心加速度，观察数据从水星到海王星到太阳距离逐渐增大，而加速度逐渐减小，所以再算出各轨道半径的倒数，并且绘制加速度a和轨道半径倒数1/r的关系图像（见图4）。

和上例同样的原因，进一步绘制加速度a和轨道半径倒数平方1/r2的关系图像（见图5）。

通过表3基本上可以判断行星做匀速圆周运动时向心加速度与太阳到行星距离的平方成反比，再结合牛顿第二定律

可以得到结论。然后再从公式==

和，得到结论或。理论推导和实

探究相吻合，F更加验证了结论的正确。再进一步推导，

最终得到结论。

以太阳到地球的距离为单位1，以地球质量为单位1，以太阳质量除以太阳到地球距离平方的比值为1，可以清楚地看到其他任何行星质量除以行星到地球距离平方的比值都比1小得多，所以其他行星对地球作用力可以忽略不计（见表4）。至此，“九星连珠”引起灾难的担心实在是一些科幻小说家的杞人忧天。

通过以上两个例子不难看出，Excel图表可以使教学过程形