利用Excel 图表处理物理实验数据的一点思考

2016-04-28张晓利,苏明山

高中数理化 2016年2期

◇山东张晓利苏明山

随着信息技术的发展,多媒体技术越来越多地被应用于课堂教学中，用以突破教学中的重点、难点．Excel具有强大的数据统计、分析计算、制作图表的功能,是一种非编程数据处理软件．在物理实验教学中,往往需要根据现场测量的数据进行计算得出结果,甚至还要描出相应的图象,而Excel软件可以解决这一系列问题．现在的中学生综合素质高,只要老师略加点拨,就能够利用计算机处理很多问题.物理实验教学中完全可以利用Excel来帮助我们提升课堂效率.下面以探究自由落体运动规律为例来说明Excel软件在实验探究教学中的具体应用．

本实验要作出图象至少要用到6组数据,需要学生测量出各计数点的位移,接着逐个用求平均速度的方法计算出各个计数点的瞬时速度.学生对速度公式的应用并不难掌握和理解.但多个实验数据的记录与多个瞬时速度的计算相对来说是一个烦琐的过程,占用了课堂较多时间．这种情况下,可以对Excel作进一步改动和处理,将表格设计为让学生输入各段时间的位移,在下一行输入平均速度的计算公式,这样学生可省去这一多次重复计算的过程,具体操作如下.

首先,建立位移、时间、速度3列表格,如图1.

图1

然后，在速度这一行B4单元格输入公式“=(B2+C2)/0.04”,如图2所示.

图2

之后在C4单元格输入公式“(C2+D2)/0.04”,如图3所示.

图3

以此类推,将表格中设置的6个计数点的速度计算公式逐个输入,学生的数据采集只需记录各段的准确位移,这样免去了在课堂上对多个计数点瞬时速度的重复计算,为后续环节的安排节省了大量时间.后面绘制图象的步骤仍可采用前面的介绍.教师事先将图象的部分设计好，制作完成后,可以保存为模板形式,学生在实验教学课堂中可将课堂现场获得的实验数据输入表格里,MicrosoftExcel系统就会自动快速地生成符合表格数据变化规律的图象．

通过Excel软件画好的速度-时间图象，如图4所示,我们可以很直观地看出“该物体的速度是随时间均匀变化的”,也就是说我们可以很容易判断出自由落体运动是做匀加速直线运动．不仅如此，利用Excel软件中显示出来的公式还可以更深层次挖掘图象反映出来的意义．用Excel软件绘制的v-t图象中有一个函数式,即y=9.5714x+1.3633,引发学生讨论9.5714和1.3633的物理意义,加深学生对速度-时间图象的理解,分析思考不同小组实验的结果,通过比较分析,得出自由落体运动的特点和规律．