利用多媒体技术判断单摆做简谐运动

罗慧+杨小芳

摘 要：结合多媒体技术进行物理实验对于获得实验结论往往有意想不到的效果。本文阐述在单摆的实验教学过程中，利用手机录像软件录制小球的运动情况并用常用电脑软件kmplarer、PowerPoint对视频进行处理，获得小球的x-t图，并利用几何画板证明单摆小球运动为简谐运动，解决了教材中演示实验的不足，提高了课堂完整性。

关键词：多媒体技术；单摆；简谐运动

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）1-0054-2

1 问题的提出

在人教版选修3-4《单摆》这一节中，通过传统的双线摆演示实验得到物体的x-t图，并通过理论推导回复力公式最终得到结论“在偏角很小的时候……单摆做简谐运动”[1]，体现了观察实践与理论探究结合的物理学科特点。但该演示实验存在几个问题：注射器喷出墨水后，重心下移，摆长的变化会引起周期变化；很难保证白纸做匀速运动；判断得到的曲线为正弦曲线需用刻度尺测量曲线上若干个位置的横坐标和纵坐标，不易在课堂上操作。因此，在实际教学中教师往往在绘制出一条x-t曲线后仅让学生看下图像，并认为“觉得像”而草草得到该图像是个正弦曲线的结论……

笔者对教材演示实验进行改进，用手机录制小球的运动并利用kmplarer、PowerPoint两个软件记录单摆小球运动（x-t），再通过Sketchpad（几何画板）验证该图像是个正弦曲线，从而更直观地得到结论：单摆小球的运动为简谐运动，弥补了传统教学的不足。

2 小球视频录制

如图1所示，为了保证小球的运动在一个平面内，将单摆改为双线摆，挂在黑色支架上，支架在铁架台上固定，手机平放在铁架台的台板上。