淺談用幾何畫板制作物理動畫

1、淺談用“幾何畫板”制作物理動畫安徽淮南礦業(yè)集團第二十一中 鄒道法物理過程的紛繁復雜，需要學生有足夠的生活閱歷和空間想象能力、邏輯推理能力等。這也是許多學生感到物理課程難學的一個很重要的原因。多媒體技術的迅猛發(fā)展，給老師及學生制作物理課件，更深入了解物理過程提供了十分先進的手段。本文將簡要介紹用“幾何畫板”制作物理動畫，展示物理過程的一些方法。一、 用“幾何畫板”繪制簡單的物體 幾何畫板工具欄中有三種畫圖工具：點、圓、線段（按住鼠標左鍵并右拉，可選擇射線、和直線）。 畫點時，先選擇點工具，將光標移至畫板上，按下鼠標左鍵，就可畫出點來；如果要在坐標上畫點，可選擇“圖面”菜單中“點”工具，這時畫板上

2、就會出現(xiàn)直角坐標系，以及點所在坐標中的（X，Y）。 畫圓時，有三種方法，一是先選擇工具欄中的“圓”工具，將光標移至畫板上，按下鼠標左鍵不放拉動鼠標，一個“圓”就畫成了，這時圓有兩個點，即：圓心A和圓周上的點B，應引起注意 ，當你選擇工具欄上的“箭頭”工具，光標指向圓心A，按住鼠標左鍵并拉動，可移動所畫圓的位置；光標指向圓周上的點B，按住鼠標左鍵并拉動，可以“圓心和點畫圓”，畫板上就出現(xiàn)了以兩點之間的距離為半徑的圓，要想改變圓的大小，選擇工具欄上的“箭頭”工具，拉動圓周上點即可。 線段（射線、直線）的畫法：選擇工具欄上的線段工具，將光標移動到畫板上，按下鼠標左鍵拉動，射線、直線的畫法與線段的畫法

3、類同，不再詳述，但線段、射線、直線上都有兩點，線段上的點可用來改變線段的長短、方位，射線、直線上的點可用來旋轉。 有了上面的基礎，我們一起來構造一個長方形。 （1）、打開幾何畫板，從文件菜單中選擇“新畫板” （2）、選擇“直線”工具，在畫板上畫一條直線AB （3）、選擇“箭頭”工具，按住“Shift”鍵，用鼠標依次點擊點A和直線AB，即同時選擇點A和直線AB 。 （4）、選擇菜單欄“構造”中的“垂直線”。 （5）、在垂線上任取一點C，同時選擇點C和直線AB，選擇菜單欄“構造”中的“平行線”。 （6）、同時選擇點B及直線AB，選擇菜單欄“構造”中的“垂直線”。（7）、選擇工具欄中的“點”工具，在

4、CD與BD交點處畫出點D。（8）、選擇工具欄中的“線段”工具，在AB、 BC、CD、DA中畫出線段。（9）選擇“箭頭”工具，同時選取直線AB、BC、CD、DA，打開“顯示”菜單，選中“隱藏直線”，一個正方形就畫成了。如圖所示。如要移動此長方形，可選擇工具欄中的“箭頭”工具，用鼠標左鍵拖動線段AB（或線段AC、CD、BD、點D）；如要改變長方形的大小，可用鼠標左鍵拖動點A（或點B、點C）。二、 會同時選擇多個物體進行處理 在制作動畫的過程中，需要同時選擇多個物體，這一選擇的技巧是：先選取工具欄中的“箭頭”工具，然后按住“Shift”不放，用鼠標點擊所畫的物體即可。如果同一物體被點擊兩次，則這一物

5、體不被選中。如要選擇全部所畫的物體，可選擇菜單欄“編輯”按鈕中的“選擇全部”，或者使用快捷鍵“Ctrl+/”。三、 構造動畫按紐，展示物理規(guī)律 在高中物理運動學部分，把物體的運動分為“平動”和“轉動”。為了說明做平動的物體軌跡也可以是曲線時，我們就可以用上面構造好的長方形來演示物體做曲線運動時的平動過程。方法是：選擇畫“圓”工具，在畫板上畫出一個大小適中的圓，同時選取長方形中的點“D”和 “圓周”，再選擇“編輯”菜單欄中的“按鈕”上的“動畫”，在出現(xiàn)的對話框中，選擇點D沿圓周C1緩慢地運動，點擊“動畫”，在畫板上就出現(xiàn)了“動畫”按鈕，用鼠標雙擊“動畫”按鈕，就可以清楚地看到長方形物體做曲線運動

6、時所處的位置，深刻理解曲線運動中的“平動”。單擊鼠標左鍵，動畫停止運動。 按照同樣的方法，可以演示“二力合成的平行四邊形定則”、“凸透鏡、凹透鏡”成像規(guī)律的光路圖的動畫過程，能十分方便地改變兩個力的夾角、大小，清楚地看出合力的大小變化及方向的改變；透鏡成像的大小、虛實以及物距和像距的關系以及透鏡的放大率，還可以利用幾何畫板的運算功能，顯示動畫過程中，物理參量隨物體運動過程變化時的即時數(shù)據等。下圖是制作好的凸透鏡成像的光路圖。力的平行四邊形定則用幾何畫板軟件演示平拋運動運動的合成與分解，更利于學生的理解和掌握水平方向和豎直方向運動的規(guī)律以及相互之間的聯(lián)系，在教學過程中，可以采用老師先播放事先制作好的課件，然后讓學生集體討論制作，有條件的學校也可以讓學生獨立制作，充分