利用无线鼠标描绘弹簧振子位移时间图像

2013-11-26 10:21:09   来源：信息管理中心   撰稿：杨帆   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

一、引言
　　利用多媒体自制频闪照片要用到摄像机或数码相机，由于这些设备价格比较贵，而且操作起来不方便和比较难，所以，一般教师都不会去用。无线鼠标比起摄像机或数码相机显得更加实惠和价格低廉。通过对无线鼠标的鼠标位置的捕捉来记录下频闪照片中弹簧振子的位置，就能够得到频闪照片。所以本文利用无线鼠标记录弹簧振子的位置随时间变化图像作为一种新的尝试，起一个抛砖引玉的作用。
　　笔者在进行简谐运动的教学中，感到有一个问题不好处理，就是简谐运动的位置随时间变化描述，这里牵涉到位置随时间变化的记录问题，平时上课只是利用课件来说明其运动图像是一条正弦曲线，总显得美中不足。能否利用其它设备来处理呢？书本上应用摄像机或数码相机来制作简谐运动的位置随时间变化图像，操作起来不方便而且也比较难。一次偶然的机会发现，通过对无线鼠标的鼠标位置的捕捉来记录下频闪照片中小球的位置，就能够得到频闪照片。下面是我通过Flash CS4对鼠标位置进行捕捉，记录振子位置的具体做法。

　　二、案例：记录小球做简谐运动的位置随时间变化图像
　　1．启动Flash CS4，新建“Flash文件”，如图1所示；

　　2．设置场景的大小为800×600象素，帧率为120fps；
　　3．在第一帧中插入图片和一些文字说明，在时间轴上第一帧右键“动作”，弹出动作窗口，输入“stop();”如图2所示；

　　4．点击菜单中的“插入”下拉菜单中选择“新建元件”，选择其中的按钮选项，制作一个按钮。将库中的按钮插入到场景第一帧中，点击按钮，右键“动作”，弹出动作窗口，输入“on (press) {gotoAndStop("场景 2",1);}”
　　5．点击菜单中的“插入”下拉菜单中选择“场景”，即插入并进入场景2。在第一帧画出坐标轴和相应的文字说明，并从库中拉出三个按钮，依次在按钮上拉出三个文本框，分别为开始、清除和返回。点击开始按钮，右键“动作”，弹出动作窗口，输入如图3所示代码。再依次点击清除和返回按钮，输入如图4、图5所示代码。

　　6．点击菜单中的“插入”下拉菜单中选择“新建元件”，选择其中的电影剪辑选项，制作一个直径为4.0象素大小的小球。并将小球拖到场景2的第一帧中，并命名为“ball”，如图6所示。

　　7．新建一个图层，双击图层命名为“Action”，在本图层中插入三个关键帧，分别在三个关键帧，右键“动作”，弹出动作窗口，输入如图7代码。

　　Flash制作完成，接下去就是如何利用无线鼠标来捕捉小球做简谐运动的位置随时间变化图像，首先将无线鼠标固定在铁架台上，将装置靠近鼠标使其距离在1~2mm左右，利用木板的运动来控制无线鼠标在竖直方向的运动，这样就能间接实现鼠标做简谐运动。通过对鼠标纵坐标的获取，来控制弹簧振子的竖直位置坐标和对弹簧振子的复制就能记录下弹簧振子的位置随时间变化图像。

　　三、实验装置和位置随时间变化图像（如下图所示）

　　四、操作要点
　　（1）找到平衡位置是本实验的关键；
　　（2）将鼠标用双面胶固定在滑块上；
　　（3）将直尺固定且与鼠标相隔大约在1~2mm左右；
　　（4）点击开始按钮，将滑块拉开5mm左右释放滑块。
　　通过以上的步骤就可以较轻松得到上图中的位移—时间图像了。

　　五、教学活动反思
　　新的课程标准与现行的教学大纲相比，其最突出的一点是注重全体学生的发展，以提高全体学生的科学素养。注重科学探究，强调过程和方法的学习。
　　随着教育改革的深入，大量高新技术也开始应用于物理实验教学。中学物理教师应花足时间研究、多思考，多动手和多实践才能进一步挖掘它的功能，积极培养学生的自主探究学习和创新的能力。