熟练运用计算机处理物理实验数据_几何画板论文

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物理实验是高中物理教学的重要内容之一,而多年的教学经验表明,学生在上实验课时,真正用在做实验上的时间并不多,而是花了相当多的时间去处理实验数据,因而对实验本身的感知和认识还相当的肤浅,这不利于学生对实验的真正理解和实验能力的提高。在长期教学实践经验积累的基础上,通过不断的探索和反复实践,我总结了“物理实验数据处理电算化”,即运用Office 2000 中的电子表格和《几何画板》协同处理高中物理分组实验中测量的各种数据。这里仅以“用单摆测定重力加速度”的实验为例,说明“实验数据处理电算化”的具体操作方法。

图线法处理实验数据

一、“单摆测定当地重力加速度”的实验原理

由周期公式

二、数据处理方法

1.设计数据表时需要注意

(1)在平面直角坐标系中,点的坐标通常是(x,y),为了画出l-T[2]图像,所以先计算T[2]值,再计算l的值。

(2)为考虑在几何画板上作出的图能占据尽可能大的面积, 需对单位进行适当的换算。这里,我们将纵轴以1cm代表10cm; 时间的单位可以保持不变。

2.数据的计算

(1)启动电子表格Excel,在工作表中设计一数据实验记录表,并将原始数据L、d、t等按列依次填入其中,如图1所示。

(2)周期平方的计算。

①第一次测量中周期平方的计算:选中单元格D4,在公式编辑栏中输入“=(C4/30)^2”,按“回车”键, 第一次测量的周期的平方就算出来了,如图2所示。

②选中单元格D4,用鼠标单击工具栏上的“复制”按钮,再连续选中D4-D10单元格,用鼠标单击工具栏上的“粘贴”按钮,其余各次测量中的周期平方就算出来了,如图3所示。

(3)摆长的计算(单摆摆长)。

①计算第一次测量中单摆的摆长:选中E4单元格,在公式编辑窗口中输入“=(B4+1)/10”,按“回车”键, 第一次测量中的摆长就算出来了,如图4所示。

②其余各次测量的摆长的计算:先选中E4单元格,用鼠标单击工具栏上的“复制”按钮,再连续选中E5-E10单元格, 用鼠标单击工具栏上的“粘贴”按钮,其余摆长就算好了,如图5所示。

3.在《几何画板》中进行l-T[2]图线的作图过程

(1)连续选中计算出的T[2]、l结果,并将它复制到剪贴板上。

(2)新建一个画板文件。

①数据导入:执行“编辑/粘贴”命令,将剪贴板上的内容粘贴到画板文件中(图6)。

②建立平面直角坐标系:执行“图面/建立坐标轴”命令,在画板上建立一平面直角坐标系(图7)。

③根据数据描点:执行“图画/画点”,得到如图所示8的画面。

选择“固定点”、单击“粘贴数据”,并确认,描点工作完成(图9)。

④根据坐标系中的点画出一条直线:选择画板的画线段工具,从坐标原点作一线段,让尽可能多的点在该线段上,不在该线段上的点均匀分布在该线段的两侧(图10)。

⑤重力加速度的计算。

a.选中线段,执行“测算/斜率”命令,测算出该线段的斜率“斜率AJ”;

b.执行“测算/计算…”命令,在计算器中输入“4*pai^2*(斜率AJ)”再确认,就算出重力加速度的值了,如图11和图12所示(斜率AJ即线段AJ的斜率)。

至此,将电子表格与《几何画板》整合,利用图像法处理实验数据就完毕了。学生可以用《几何画板》中的文本编辑功能、从word文档中拷贝等,写出《几何画板》中的实验报告。

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