EXCEL在物理研究中的动态图像演示

卓婵+杨景华+卓敬清+卓斌清

【摘要】 在高中物理学中图像能直观地反映物理现象，处理问题往往能给人们灵感，然而，画图又给我们带来了难题，虽然对着物理问题的表达式能从数学的角度分析出图像的特征，但究竟不能精确反映，可能对问题的理解造成误解。以前画图仅就静态的图，该文从Excel的控件的设置来画动态图，使人们能更好了解物理现象。

【关键词】 EXCEL 物理 数据处理

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）02-029-010

物理尤其是高中物理很大一部分内容研究的是一个物理量与其它物理量之间的量的关系，而且常见的问题都存在着函数表达式，要研究出这些量与量之间的关系，我们借助了许多计算机语言来解决，如：C语言、C++，Mathematics、Matlab等，但这些需要一定的编程基础。随着信息技术的发展，一般的学生包括高中生也已经非常熟悉Microsoft office软件，尤其是它包含的Word、Excel、PowerPoint三个文件。Excel2007是我们常用的一个功能强大的电子表格，可以帮我们处理数据，画出图像，以前也有很多文章介绍利用Excel来画出物理图像来解决问题，但介绍画动态图的较少。本文就利用Excel画静态图和动态图作比较来探讨Excel在物理中的应用。

1.利用Excel处理静态图

利用Excel的强大的图形处理，比其它的处理图像的软件都来得比较简单，这里我们作为研究的例子，来画出具有一定初速度为12m/s的竖直上抛运动的位移——时间图，重力加速度取9.8m/s2，下面我们利用excel的数据填充功能在Excel表格中填入竖直上抛运动的位移值：

分析与操作步骤：

首先，在打开的工作表的第一、二列输入数据，A1单元格输入时间（秒），A2、A3两单元格分别输入0、0.1，然后选择B1、C1，按住右下角的句柄往下拖直到A20，即获得19个时间数据，间隔为0.15s；B1单元格输入位移（米），B2单元格输入“=12*A2-0.5*9.8*（A2）^2”后回车，然后往下拖动填充句柄直到B20.数据填充完毕。

选中第一、二列，选择“插入→图表→散点图→带平滑线的散点图→完成”，再适当单击图像在图表工具中单击布局，在标签中坐标轴、图表标题、图例并进行格式化设置，作出的散点图如图1。

通过此图我们很容易获得对竖直上抛运动的特点，如到达最高位置的时间和回到原位置的时间等，加深了对物理概念及过程的理解。

2. 利用Excel处理动态图

静态图能反映所研究的问题，但是如果我们想改变条件，来比较图像的变化，对于静态图就不适合了，这里我们采用Excel的控件功能，设置滚动条控件来控制需要变化的量的值，通过设置滚动条的单元格链接，随着值的变化，Excel表格中的数据也会跟着变化，同时带动了图的变化。下面我们任然用竖直上抛运动来说明，通过改变初速度和加速度来改变图像。

分析与操作步骤：

首先，按照做静态图一样先做好时间、位移列数据，C1输入初速度（，m/s）、D1输入加速度（，m/s2）再建立两个控制初速度和加速度的控件：点击Excel的左上角的Office按钮，在右下角点击Excel选项，勾选“开发工具”选项卡，再在菜单栏上点击开发工具→控件/插入→滚动条（窗体控件），待鼠标变成“+”形时，在空白编辑区画出初速度滚动条，设置滚动条的格式：右击滚动条→设置控件格式→控制，当前值设为12，最小值设为0，最大值为20，步长为1，单元格链接设为$C$2点确定。对于建立加速度滚动条控件一样，为了得到负加速度，将单元格链接设为$E$2，然后，在D2单元格中输入“=$E$2-10”，使得加速度可以从-10m/s2到10m/s2之间变化。

同建立静态图一样建立作出的散点图，便于调节，并将滚动条拖放到图像区域，这样一个动态的图就建好了，只要拖动滚动条，图像就会随着不同的初速度和不同的加速度而变化。

3.结论

通过演示，动态图像要比静态图理解问题更方便，更直接，而且，现在的基础教育改革要求大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，利用信息技术来画出原来不好处理的图像教学，不能演示的实验也可以模拟出来，也可以利用Excel的数据处理进行函数拟合，得出通过实验得到的数据的函数表达式，深化物理问题的理解。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 蒋加伏，沈岳.大学计算机[M].北京邮电大学出版社，2013（4版）.

[2] 李传国，余雯，丁浩等. EXCEL在物理实验数据处理中的应用一例[J].物理通报，2015（12）.

[3] 李佐印. Excel在高中物理教学中的应用[J].物理通报，2009（1）：62-63.

[4] 徐清洪.Microsoft Excel软件辅助物理实验教学[J].物理通报，2012（6）：89-91.

[5] 仇明.Excel在物理学作图中的应用[J].中学物理教学参考，2003（3）.

[6] 李雪林.EXCEL在物理教学中的应用[J].中国信息技术教育，2009（24）：25-26.