仿真物理实验室电脑版面向中学物理教学场景,供教师与学生在课堂上使用,其定位是一个完全开放的物理实验仿真环境。它区别于常见的物理教学工具之处在于:并不局限于演示若干预设实验,而是搭建起器材齐全的综合性实验平台,使用者能够自行动手搭建各种可以想到的实验(高能物理不在其列)。软件覆盖电学、力学、声学、光学等方向的实验仿真,内容分为经典实验与DIY实验两块,其中经典实验依照人教版教材编排,围绕物理学科的各项实验进行组织,模拟真实教学情境,用于处理实验室条件下难以完成的实验。

仿真物理实验室的魅力
南京金华科软件有限公司推出的《仿真物理实验室》既能呈现贴近真实的实验动画,又能在演示过程中同步给出对应的实验实时数据。该软件包含四个模块:主模块、电学模块、光学模块和初中模块。下面一起进入《仿真物理实验室》,亲自感受它的表现。
运行已编好的实验
运行《仿真物理实验室》后,点击快捷按钮中的[打开]项,会弹出“打开实验”对话框,从中选取“牛顿摆”实验文件,再点[打开]按钮就能载入该实验。“实验”目录里已经预先收录了一些典型实验。
仿真物理实验室通过动画形式直观呈现实验过程。按下[播放]按钮,实验会从初始状态重新开始运行;按下[停止实验]按钮,实验回到初始状态,这时可以对实验进行编辑修改及执行其他操作;按下[暂停/继续]按钮,正在运行的实验会停在当前时刻,再次按下则从暂停处接着运行;按下[多媒体]按钮,可在演示实验的同时播放文本、图片、音像等资料,与实验演示效果相配合。
适用方面
《仿真物理实验室》面向中学物理教学场景,为学生留出了动手创造与自由想象的空间。借助它,学生能更深入地理解物理现象,对物理定律的掌握也不再显得乏味,学习物理的兴趣会自然而然地产生,称得上是中学物理教与学过程中难得的好帮手。
怎样设计实验编辑
力学实验
1、点击[新建]快捷按钮即可创建实验项目。
2、设定实验坐标:将坐标原点置于演示窗体的中上部,坐标比例取0.5。
3、新建一个质点,将其置于实验坐标(-0.5,-1)处,质量设为1千克,半径设为0.03米。
4、创建一根悬挂绳,按照窗口底部的提示把单摆质点连接好,再将绳子的另一端固定在坐标(0,0)处。弹出“悬挂”提示后即可继续操作。3.使用方面 《仿真物理实验室》面向高中物理教学场景,可作为辅助学习的工具使用。学生能够借助它展开创造与想象,对物理现象形成更深入的认识,理解物理定律的过程也不再单调,学习物理的兴趣会自然产生,对高中阶段的物理教学与学习都有实际帮助。
使用。
“绳子”对话框打开后,把固定端坐标X设为0、Y设为0,再点击[确定]完成设置。
5、进入“实验设置”窗口后,勾选“考虑重力作用”,把“实验最小扫描时间”填为0.0005,并将“每脉扫描次数”设为100,最后点击[确定]。
6、运行实验后,不妨尝试输出即时数据。
实验参数的整体配置通过“实验设置”完成。点击快捷按钮“设置”即可打开对应对话框,其中包含以下各项内容。
1、功能设置(共六项)(1)计入重力影响;(2)计入质点之间的电荷吸引作用;(3)计入质点之间的万有引力;(4)计入模拟质点的碰撞过程;(5)计入相对论效应;(6)显示坐标。勾选上述任一功能后,仿真实验室在运行当前实验时会对相应项目进行计算与处理。
2、最小扫描时间设定在仿真物理实验室里属于关键参数之一,它直接影响到实验结果的精确程度以及动画播放的流畅性。从原理上看,把最小扫描时间调得越小,实验精度往往越高,可代价是计算量大幅增加,演示速度随之下降。面对宏观世界的实验,这个值可以取得稍大;若涉及微观世界,则需设得极小。以自由落体实验为例,大约设为0.001秒即可;地球人造卫星实验设在1.0秒上下便足够;至于电场对电子的加速与偏转实验,则应取1e~12秒左右。
仿真物理实验室配备了多种实验元件,涵盖质点模型、点电荷、万有引力质心、匀强电场、匀强磁场、阻尼介质、悬挂弹簧、连接弹簧、绳子、杠杆、直线轨道与圆弧形轨道,还附带注释板。借助这些丰富的器材与实验环境,用户可自行布置和组合,轻松搭建出各式各样的实验场景,想象空间不受限制。
制作自己的实验
这款仿真物理实验室最出彩的地方,在于用户能够毫不费力地搭建出各种有创意、题材丰富的物理实验。单摆或者弹簧振子,一分钟内就能完成;验证动量守恒的实验,两分钟便可搞定;哪怕是粒子加速器的原理模型,也能在几分钟之内做出来。接下来,就以单摆实验为例子,讲讲实验制作的具体方法和操作流程。
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