浅析MathCAD数值模拟在大学物理教学中应用

刘玉丽 王钰茹 刘协权

(陆军步兵学院基础部理化教研室 江西 南昌 330103)

近年来，随着计算机技术的不断发展，现代教学改革对课堂教学也提出了更高的要求，如何采用现代化多媒体手段有效地辅助教学，提高课堂教学效率，成为了研究的一个热点.大学物理课程中有许多抽象、复杂的物理规律和现象，仅用传统的教学方法授课会使教学受到一定的局限性，而用计算机软件技术进行数值模拟，已成为最常用的方式.目前，用于数值模拟的软件主要有MathCAD，MATLAB，Maple，Mathematica，它们各有各的特色，其中Maple和Mathematica擅长符号运算，MATLAB擅长矩阵运算和图形处理，MathCAD擅长数值计算和绘图.MathCAD的主要特点是输入格式与人们习惯的数学书写格式近似，比MATLAB编程语言更简单，采用所见即所得界面，特别适合一般无须进行复杂编程或要求比较特殊的计算，易学，容易理解，操作十分简单，而且它的输入界面特别友好[1].若将MathCAD引入大学物理教学中，通过对MathCAD语言的编译，可以非常简便地实现对物理规律、现象的仿真.下面通过实例介绍MathCAD数值模拟在大学物理教学中的应用.

1 “拍”现象的模拟

两个同方向不同频率的简谐振动，如果频率都比较大，但频率之差很小，那么在合成时，有的地方加强，有的地方减弱，这种振幅时大时小的现象称为“拍”[2].设两个分振动的振幅都为1，频率分别为10 000和10 100，利用如下编程可以模拟出“拍”的形成图.

A:=1,ω1:=10000,ω2:=10100

δ:=0,α(θ):=δ+θ定仪初相位

t:=0,0.01..2 定义时间变化范围

x1(t,θ):=A·cos(ω1·t+α(θ))

x2(t,θ):=A·cos(ω2·t+α(θ)) 定义两个分振动

运行结果如图1所示.

图1 拍的……