Working model运动仿真在物理教学中的应用

翟 刚 王莉萍 林晓琳

北京师范大学 北京 100875

Working model运动仿真在物理教学中的应用

翟 刚 王莉萍 林晓琳

北京师范大学 北京 100875

简单介绍Working model软件的功能以及在物理教学中的应用，它既可以进行运动仿真，同时也可以对物体的运动进行分析。本文结合一些简单的实例做出说明。

Working model 运动仿真 物理教学

Working model主要是用于机械原理设计和分析，是一个比较简单的软件，可以进行运动仿真，同时也可以对物体的运动过程进行分析。软件提供了很多简单模型，其主要以二维图形的形式展现出来，具有生动直观的特点。Working model动画功能很强大，并且具有直观特点，在教学中可以很好的激发学生的兴趣。当然所关注的不仅是它动画效果完美，更重要的是它在分析整个物理过程中物理量的变化情况、物体运动轨迹等，同时学生可以根据自己思考的模型设计过程，还可以把MATLAB和Excel连结在一起。在培养学生创新性的思维和提高学生的创新性能力方面有很好的作用。

一、Working model 运行环境及计算机要求

Window System

• Microsoft Windows 95/98/ME/2000/XP/ Vista/Windows7

• 1 GB RAM Minimum（内存）

• 60 MB disc space（硬盘空间）

• CD-ROM drive Design（光驱）

二、Working model功能简介

Working model提供了大量的二维模型物体，其基本形状有圆形、方块、多边形、杆等，可以根据自己的需要改变研究对象的性质，比如密度、质量大小、体积、刚性以及带电荷量多少等。可以设置初始位置运动参数，如速度、力、加速度、摩擦因素、空气阻力设置、重力加速度设置等。在设置过程中学生可以选择物理模型，比如在研究空气阻力对物体运动的影响，学生可以选择阻力大小与物体速度成正比，也可以是二次正比和其它的公式，可以设置阻尼系数。

三、几个简单例子分析

1.弹簧振子的振动

图1 竖直方向上弹簧振子的振动

2.有空气阻力时自由落体

图2 空气阻力对自由落体的影响

3.牛顿第二定律

图3 牛顿第二定律

四、结束语

Working model可用在物理运动仿真教学中，可以辅助分析物体的运动过程及运动过程中各物理量变化情况，激发学生学习兴趣。适合学生用来自主研究，建立物理模型，培养学生创新思维能力。

[1]Working model 2D[EB/OL]. http://www. workingmodel.com

[2]顾艳红.基于Working Model 2D运动仿真的机构设计[J].实验技术与管理,2008，2

[3]陈小红.虚拟实验室的研究现状及其发展趋势[J].中国现代教育装备，2010，17

2010-10-09

翟刚，在读师范生。王莉萍，在读博士研究生，中教高级。林晓琳，在读硕士研究生。

北京师范大学物理系理科基地“本科生科研训练项目”。