大学物理教学方法改革- Matlab的妙用
MATLAB在大学物理课程及实验教学中的应用(1)
MATLAB在大学物理中的应用形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。
1984年由Little、Moler、Steve Bangert 合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。
到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
布朗运动表述的是悬浮在流体中的微粒受到流体分子与粒子的碰撞而发生的不停息的随机运动，其运动的剧烈程度受温度影响．这一运动比较抽象，我们可以用MATLAB 仿真，将其可视化．模拟效果如图 1 所示．图1 布朗运动的模拟效果图部分程序如下：axes（handles．axes1）；global k；n = 50；x = rand（n，1）－0．5；y = rand（n，1）－0．5；h = plot（x，y，'．'）；axis（［－1 1 －1 1］）；axis square；grid off；set（h，'EraseMode'，'Xor'，'MarkerSize'，24）；if k ＞= 0；for i = linspace（1，10，10000）drawnowx = x + k /10000．* randn（n，1）；y = y + k /10000．* randn（n，1）；set（h，'xdata'，x，'ydata'，y）；endelseinput（'Error'）；end力学中的简谐振动和阻尼振动也可以用MATLAB 将其化为可视图形．如图 2 所示：2. 2 光学现象如干涉和衍射是光学中的重要物理现象，我们通过MATLAB 来实现衍射现象的可视化．单缝衍射程序：·40·李仲，董松，炊万年，沈武鹏：MATLAB 在大学物理课程及实验教学中的应用图2简谐振动规律和阻尼振动规律模拟效果图图3单缝衍射效果图functionpushbutton1_Callback（hObject，eventdata，handles）a = －2* pi：0．0001* pi：2* pi；P = （1 －sinc（a））．^2；plot（a，P）lgray = zeros（256，3）；for i = 0：255lgray（i + 1，：）= （255 －i）/255；endimagesc（P）colormap（lgray）可视化效果如图 3 所示．还可根据单缝宽度来获得不同的衍射图像．2. 3 电磁学现象等量异种电荷电场线的［x ，y ］= meshgrid （ － 2： 0. 1： 2，－ 2： 0. 1： 2） ； % 以 0. 1 为步长建立平面数据网格 z = 1. / sqrt （ （ x － 1） . ^2 + y. ^2 + 0. 01）－ 1. / sqrt （ （ x + 1） . ^2 + y. ^2 + 0. 01） ； % 写电势表达式 ［px ，py ］= gradient （ z ） ； % 求电势在 x ，y 方向的梯度即电场强度 contour （ x ，y ，z ，［－ 12，－ 8，－ 5，－ 3，－ 1，－ 0. 5，－ 0. 1，0. 1，0. 5，1，3，5，8，12］） % 画等势线·41·青海民族大学学报（教育科学版）hold on % 作图控制quiver（x，y，px，py，'k'）% 画出各点上电场的大小和方向等量异种电荷电势线描绘：［x，y］= meshgrid（－5：0. 2：5，－4：0. 2：4）；% 建立数据网格z = 1. / sqrt（（x －2）. ^2 + y. ^2 + 0. 01）－1. / sqrt（（x + 2）. ^2 + y. ^2 + 0. 01）；% 电势的表达式mesh（x，y，z）% 三维曲面绘图图4 等量异种电荷电场线及电势线描绘3 物理实验数据处理在物理实验中，通常对数据采用的是手工处理方法，常见的有列表法，作图法等，这些方法往往速度慢，效率低，而且过于繁琐．如最小二乘法是采用数理统计的方法来处理实验数据的，相比于图解法，用该方法处理实验数据更科学、更可信．但由于该方法复杂，计算量大，学生们很难顺利完成，而运用MATLAB 可以精确实现．它克服了最小二乘法计算量大的缺点，又简便易懂，很容易为学生所掌握，同时能拟合出较准确的曲线，轻松实现数据可视化．如在电阻的伏安特性曲线的绘制中，已知测得的电流、电压值分别为0. 662，0. 712，0. 782，0. 841，0. 931，0. 988A0. 1720，0. 1846，0. 2024，0. 2182，0. 2364，0. 2560V；可以用MATLAB 所提供的数据拟合多项式函数polyfit 和评估多项式函数polyval 来进行曲线拟合，并且可以计算误差平方和，方便的得到伏安特性曲线、电阻值和计算误差. 程序如下：x = ［0. 1720，0. 1846，0. 2024，0. 2182，0. 2364，0. 2560］；y = ［0. 662，0. 712，0. 782，0. 841，0. 931，0. 988］；·42·李仲，董松，炊万年，沈武鹏：MATLAB 在大学物理课程及实验教学中的应用p1 = polyfit（x，y，1）；% 一次多项式拟合p2 = polyfit（x，y，9）；% 九次多项式拟合q1 = polyval（p1，x）；q2 = polyval（p2，x）；s1 = sum（（y －q1）. ^2）；% 一次多项式误差平方和s2 = sum（（y －q2）. ^2）；% 九次多项式误差平方和plot（x，y，'* '）hold onplot（x，q1，'r'）hold onplot（x，q2，'b：o'）grid onp1，q1，s1，p2，q2，s2MATLAB 绘制的伏安特性曲线如图5 所示．拟合次数越高，曲线越精确，可以看出，一次拟合结果为：R = 3．9653 ±（2．5345e －004）Ω4 结语应用MATLAB 设计程序对物理现象规律进行模拟仿真，实现了物理现象、规律描述的可视化．通过物理实验数据处理程序的设计，可推动大学物理实验教学现代化的改革．这项实践活动不仅有助于增强学生对物理课程学习及MATLAB 软件应用开发的兴趣，还可实际应用于大学物理课程及实验教学的活动中．学以致用，是提高大学课程教学效果的有效途径和手段．参考文献：［1］苏金明，张莲花，刘波．MATLAB 工具箱应用［M］．北京：电子工业出版社，2002．［2］彭芳麟．数学物理方程的Matlab 解法与可视化［M］．北京：清华大学出版社，2004．［3］熊万杰．MATLAB 用于物理教学［J］．物理通报，2004，（2）16 －19．·43·感谢您试用AnyBizSoft PDF to Word。
探讨MATLAB在大学物理实验数据处理中的作用
探讨MATLAB在大学物理实验数据处理中的作用物理实验为大学阶段一门必不可少的基础课程，而实验数据为该门课程一个重要的内容。
在物理实验教学过程中合理应用MATLAB进行实验数据处理，对学生实验数据处理能力的提升具有重要意义。
标签：MATLAB 物理实验数据处理MATLAB为大学教学过程中应用较为普遍的一种高性能软件，其具有独特的功能和编程特点。
在大学物理实验教学过程中，应用MATLAB实施辅助性教学对学生科学素养的培养和实验能力的提高均发挥着重要作用[1]。
将MATLAB 应用于大学物理实验数据处理中可促进学生的数据计算和处理能力的有效提升，对大学物理实验教学质量的提高具有重要意义。
一、Matlab特点及其在物理实验中的应用体现Matlab为1984年期间MathW orks公司推出的一种计算软件，该种软件集符号运算、数值计算、数据拟合、程序语言设计、图形处理等为一体的一种功能强大的计算软件。
Matlab为现阶段应用较为普遍的一种科学计算语言之一。
与FORTRAN、C语言等相比，Matlab的特点主要表现为功能极为强大、界面更为友善、语言更为自然、开放性更强等。
目前，FORTRAN已经成为应用计算机辅助设计、分析、仿真已经教学活动中一种重要的基础软件，其作为一种具有通用性的数值仿真、科学计算、数据可视化工具得到越来越广发的应用，其在大学物理实验教学中也发挥着极为重要的作用[2]。
Matlab在应用过程中可提供极具灵活性的程序设计流程，强大的科学运算，高质量的界面设计和图形可视化设计，丰富多样的仿真集成环境等等。
目前，国外多数大学已经将Matlab应用到物理、数学、电子线路等理工科专业相关学科的教学中。
在我国的大学教学中，Matlab 还是一种新鲜事物，其应用还未能像国外那样普遍。
但是有部分高校也已经将Matlab作为本科教育中的一门必修课程。
应用Matlab对物理实验数据进行处理时，数据处理者无需掌握丰富的编程知识，只需要掌握一定的数学知识，懂得应用相关函数进行计算便可进行相关计算。
MATLAB软件在大学物理教学中的应用
２ ０ １ ４年 第 ４期
物理通 报
大学物 理教 学
设 一０ ． ３ ． 打开 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ Ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｒ ｙ Ｂ ｒ ｏ ｗｓ ｅ ｒ ， 选 择
得 到振子 位 移仿 真 曲线 ， 如 图 ３所示
新 建按 钮 ， 选取 Ｓ ｕ ｂ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ， Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｇ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ， Ｇａ ｉ ｎ 和Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ 模块 ， 将Ｓ ｕ ｂ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 模块中的 Ｌ ｉ ｓ ｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓ 改 为“ 一” ，
２ ． １ 单 缝 衍 射 的 光 强 分 布
２ ． ２ 用Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ动态 仿真 模拟 简谐 振动
如果一 个 质元做 简谐 振 动 ， 受 到 的合外 力
ｆ一 一 一 口
（ ２）
在单 缝衍 射 中 ， 缝宽为 ａ ， 入 射 光 的波长 为 ， 衍
射角 为 ０的衍 射光 光强 为
光强 的表 达 式 比较 复 杂 ， 用 ＭＡＴＬ ＡＢ语 言 可获 得
１ 引 言
光 强 图像 ． 在此 ， 取 一１ ｏ ， 令 一 ， ｚ—ｓ ｉ ｎ ， 可通
近 年来 ， 由美 国 Ｍａ ｔ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ｓ公 司 于 １ ９ ８ ４年 正 式 推 出的 ＭＡＴＬ ＡＢ语 言 已成 为科 学研 究 领域 最 为 过 编写程 序 获得 图像 ．
以便 前 为 负号 ． 为 了使 ｚ的 系数 为 ０ ． ３ ， 将 Ｇａ ｉ ｎ １
中的值 设 为“ ０ ． ３ ” ， 速度 项 系 数 Ｇａ ｉ ｎ设 为 “ ０ ” ． 设 置
初 始位 置 为“ ５ ” ， 初始 速度 和初 始加 速度 均 为 ０ ．
219525002_Matlab软件在大学物理课程教学中的辅助应用
Matlab 软件在大学物理课程教学中的辅助应用①董成伟（中北大学，山西太原030051）大学物理课程是理工科、医学与农学专业的基础课程，知识比较抽象，内容覆盖范围广泛。
学生在学习大学物理课程时需具备扎实的数学基础，如果没有掌握足够的数学知识，学生是难以学好物理课程的。
通常本科院校的物理课程在第一学年开设。
在学习大学物理课程的初期，学生处理物理问题时常借助数学工具，例如极限、积分等，其为学生处理物理问题提供一定便利的同时，也要求学生具备一定的数学素养[1]。
大学物理知识具有较强的逻辑关联性，该课程可有效锻炼学生的思维方式，教师可借助一些信息技术软件来辅助学习，帮助学生克服数学方面的学习障碍，并将抽象的物理问题变得更形象，使学生能够把握住物理本质，从而为学生学习大学物理课程提供一定的助力[2]。
当前常见的信息技术软件包括Matlab 、Maple 、Excel 等。
在这些信息技术软件中，Matlab 常被用于大学物理课程的教学过程中，该软件有着相对健全的数学函数，易学，具有独特的应用优势[3-4]。
一、Matlab 软件的基本概述Matlab 是指矩阵实验室，Matlab 软件是一种商业数学软件。
随着互联网的普及与信息技术的飞速发展，Matlab 软件的应用范围日益拓展[5-6]。
现如今，该软件的身影逐渐出现在教育行业中，作为一种教学工具来使用，得到了许多教育工作者的重视。
该软件由MathWorks 公司研发而成，随着MathWorks 公司不断进行改进与完善，该软件的功能越发强大。
该软件主要涵盖Simulink 与Matlab 这两部分，通过该软件，人们可使用算法开发、数据分析等功能[7-8]。
设计研究单位与工业部门时常研究并使用Matlab ，该软件可使编程人员暂时脱离繁杂的程序代码，在一定程度上减轻编程人员的工作量，为其工作提供便利[9-10]。
二、在大学物理课程教学中引入Matlab 的必要性与可行性当学生步入大学校园，其学习已然迈入了新的阶段。
利用Matlab建模提高大学文科物理教学水平
利用Matlab建模提高大学文科物理教学水平摘要：近年来，为提高本科生的综合素质，许多高校都为其增设了大学物理的教学课程。
其中为非理工科背景专业的学生开设大学物理课程，其本身就是一种大胆的创新与挑战。
因此如何利用各种现代教育技术，充分调动文科专业学生对物理的学习兴趣，达到提升其科学素养的目的是教学改革的重要课题之一。
本文结合教学实践，提出利用matlab计算机建模，创建简单的物理动画重现物理现象和过程，简单明了的阐述物理本质，从而能够极大的调动文科生学习物理的兴趣，提高教学质量。
关键词：教育改革 matlab物理建模大学文科物理中图分类号：g4 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2013）02（b）-0029-02物理学是研究自然界中物质的基本结构及其基本运动规律的科学，在人类社会发展的进程中，对人类的思维方式和社会活动产生了深远的影响[1～2]。
在国家大力提倡素质教育的今天，为大学生增设大学物理课程是教学改革的一次大胆创新。
有人指出大学物理在培养学生树立科学的世界观，增强学生分析和解决问题的能力等方面具有其他课程不可替代的重要作用[3]。
正因为如此，许多本科院校，尤其是国内知名院校已经为所有在校本科生开设了大学物理基础课程。
其中包括，复旦大学为金融专业的本科生开设的《经济物理》课程，中南大学面向所有文科生开设的《大学物理iv》等。
然而为文科专业的学生开设大学物理课程面临诸多挑战[2～3]。
首先，大多数文科学生对学习物理知识的积极性不高，缺乏兴趣，这主要归因于其主观上的消极性。
因此，如何重新调动起这些学生学习物理的兴趣是所有教文科物理老师所面对的最大的挑战[4]：其次，文科专业学生的理工科基础知识匮乏，许多学生正是因为高中时理科成绩不佳，才选择文科专业，而物理学天生就是一门需要具有坚实理科功底才能学好的科学（如：学习物理首先必须具有坚实的数学功底），因此如何把握教学内容，用最简单的方式阐述物理规律的本质是文科物理教学需要解决的另一问题。
MATLAB 在大学物理仿真教学中的应用
[6]尹睿，谢幼如.网络课程建设与实施问题的调查研究[J].中国远程教育，2004，（17）.[7]耿海涛，鲍振忠，王忠庆.关于网络教育的思考及其教学平台的开发[J].中国科技信息，2005，（07）.“大学物理”是理工科本科学生最早利用高等数学知识解决实际问题的公共基础课之一，涉及的知识面十分宽广，包括：力学、热学、声学、光学、电磁学等多个学科。
由于本课程理论性较强，对学生的高等数学知识及其应用能力要求较高，教与学都有较大的难度。
目前，该门课程普遍存在学生兴趣不高、教学效果不够理想等问题，主要原因包括数学推导难懂、教学手段单一、内容不够生动等。
但本课程教学效果的好坏将直接影响后续专业课程能否更好地展开，因此，“大学物理”课程的教学改革有着重要的意义。
为此，借助其他先进科学计算软件进行辅助教学变得十分有必要。
MATLAB科学计算软件因其编程高效、可视化好、交互性强、仿真逼真等优点，在大学教育和科学研究中的应用也日益广泛。
我们在“大学物理”课程建设中，在教学方法和手段上借助MATLAB软件进行了一些的改革与建设，取得了良好的效果。
本文通过多个仿真和模拟实例介绍了MATLAB在大学物理教学中的应用。
一、振动合成的模拟[1]振动方向相同的两个简谐振动：x1=A1cos（ω1t+φ1）x2=A2cos（ω2t+φ2）（1）则它们的合振动为：x=x1+x2（2）当ω=ω1=ω2时：x=Acos（ωt+φ），但一般条件下，合振动的解析式是很难求出，但可以利用计算机模拟合振动。
图1振动合成的程序流程图程序流程图如图1所示，先输入振幅、频率和初相位的参数值，然后每一个时间步计算一次两个振动和合振动位置，并更新画面，从而得到动态的振动合成图像。
图2为某一时刻的振动合成的仿真结果，上面两个振动合成为最下面的合振动。
图2振动合成的仿真结果二、驻波的模拟驻波由正反两个方向的行波叠加而成，正向波可表示为：y1=Acos2π（t T-xλ）（3）反向波可表示为：y2=Acos2π（t T+xλ）（4）两者叠加可形成驻波：y=y1+y2（5）利用MATLAB进行驻波模拟时，先设定振幅周期和波长等参数，然后利用二重循环计算两个振动每个时间步中每个质点的位置，并合成，然后对每个时间步的质点位置绘图，并进行循环更新得到动态的驻波波形。
MATLAB在处理大学物理实验数据的应用
MATLAB在处理大学物理实验数据的应用学院物信学院姓名张锋专业物理学学号281040109班级08级物理1班MATLAB在处理大学物理实验数据的应用张锋（281040109）（物理与信息科学学院物理学专业08级物理1班）摘要基于计算机语言的实验数据处理是工程和科研中所必备的科学素质,应该成为大学理工科学生的一个重要培养目标; 将大学物理实验数据的处理与MATLAB 语言结合,既能更高效地完成学习任务, 又能为将来的工作和研究提高必备的科学素质。
如何融合MATLAB 与大学物理实验的数据处理是教学研究的重要内容。
本文提出了在立足大学物理实验课程教学的同时,将MATLAB 软件融入到大学物理实验的数据处理中。
关键词大学物理实验; MATLAB 语言; 科学素质引言随着计算机和计算方法的飞速发展,科学计算已经与科学理论和科学实验鼎立为现代科学的三大组成部分, 其中科学计算能力是指利用现代计算方法和工具( 包括硬件和软件)解决工程和科研中计算问题的能力, 它包括掌握最新的科学计算软件、建立适当的计算模型、采用有效的计算方法、实现高效的编程和运算、对计算结果作正确的表述和解释等到多方面的综合能力。
大学物理实验是高校中的一门基础课,它包括物理科学理论、物理实验、数据处理等内容,具有理论和实践相结合的特点,非常利于培养人才,但若能更进一步,即革新老一套的数据处理方法,将数据处理同科学计算语言相结合,借助计算机进行实验数据处理可以提高解决实际问题的能力,既能出色地完成大学物理实验的教学任务,也为广大理工科学生将来的工作或科研进行了先前教育。
1 大学物理实验的数据处理与MATLAB 语言结合大学物理实验课在高校人才培养目标中的具体任务主要包括: ( 1) 物理实验的基本理论和知识的学习; ( 2) 实验技能的提高和动手能力的培养; ( 3) 实验数据处理能力的培养和提高; ( 4) 实验结果的综合分析和表述能力的培养; ( 5) 以物理实验为载体,进行实验设计能力、实践探索精神和创新能力的培养。
谈matlab在物理教学中的应用
谈matlab在物理教学中的应用摘要随着科学技术的发展，计算机技术在物理教学中的应用越来越广泛。
MATLAB是一个易于使用的编程语言，可以帮助教师进行实验和模拟各种物理系统或过程。
它具有高效、可靠、易用以及大量的函数库和工具箱，可以大大减少开发时间。
本文主要介绍Matlab在物理教学中的应用，从Matlab的特性出发，介绍Matlab 的优点，以及它在物理教学中的应用。
关键词：MATLAB；物理教学；应用1．引言随着科学技术的发展，计算机技术已经成为科技教育的重要组成部分。
计算机技术的引入大大推动了教学模式的改变，并且可以有效地支持物理教学。
MATLAB 是一种易于使用的编程语言，具有高效、可靠、易用以及大量函数库和工具箱，可以帮助教师进行实验和模拟各种物理系统或过程，以有效地支持物理教学。
Matlab在力学方面有着广泛的应用。
力学是物理学中的基础学科，涉及物体运动和力学原理。
Matlab可以用来模拟物体的运动轨迹，计算物体的动能和动量等。
例如，可以用Matlab模拟小球在重力场中的运动轨迹，并计算小球的动能和动量变化。
这对于学生理解物体运动和力学原理非常有帮助。
Matlab在电学方面也有着广泛的应用。
电学是物理学中的重要学科，涉及电路、电动势和电磁学等。
Matlab可以用来计算电路的电流、电动势等，并可以画出电路图。
例如，可以用Matlab模拟简单的电路，并计算电路中各元器件的电流和电动势。
这对于学生理解电学原理非常有帮助。
Matlab在热学方面也有着广泛的应用。
热学是物理学的重要学科，涉及热力学、热传导、热扩散等。
Matlab可以用来模拟热学中的各种现象，并可以画出热学中的温度分布图。
例如，可以用Matlab模拟物体热传导的过程，并画出物体的温度分布图，这对于学生理解热学原理非常有帮助。
2．Matlab的特性MATLAB是一种用于科学计算和开发应用程序的高级编程语言，具有多种优势和特性。
其中最重要的特性是，它可以使用类似于C语言的语法，支持多种编程风格，可以轻松地实现各种复杂的算法；另外，它还提供了大量的内置函数库，可以快速实现各种复杂的数学计算；此外，它还具有面向对象的编程特性，可以有效地管理和处理大量的数据；此外，它还提供了各种数据可视化工具，可以有效地分析和可视化数据。
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大学物理教学方法改革- Matlab的妙用
摘要:本文结合Matlab语言的特点,对大学物理的教学内容适当应用matlab模拟,使一些物理现象直观的观察到,让学生体会到学习物理并非枯燥乏味,而是一种乐趣,以此激发学生学习的兴趣,达到教学改革的目的。
关键词:大学物理改革MATLAB
大学物理是理工科院校学生必修的一门基础课,一般在大一的下学期开设,这时学生虽然有一定的数学基本知识,但由于物理教学仍停留在理论的层次上,繁琐的数学推导,让学生感觉到大学物理的理论性太强,与实际应用偏离很大,这导致一部分学生失去学习物理的兴趣,这一现象引起物理教师的对如何讲授大学物理做了一系列的探索改革,主要在教学方法上、教学内容上以及教学手段上都做了相应的改革方式,关于大学物理改革方法的文章也很多,如闫玉丽撰写的关于大学物理教学改革的思考[1],管薇的工科大学物理教学改革的思考[2],张明霞浅谈大学物理教学改革[3]等等。
如今,计算机技术的迅速发展,给我们提供了强大的计算能力,如mathematic、matlab等具有计算能力并有作图功能的软件被引入到物理教学当中,尤其是matlab,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成一个方便、界面友好的用户环境[4]。
大学物理课程中有许多抽象、复杂的物理规律和现象,用传统的方法讲授会使教
学受到一定的限制。
本文结合matlab语言特点,对大学物理的教学内容适当运用matlab模拟,让学生体会到学习大学物理的乐趣,激发他们的学习兴趣。
1 Matlab在大学物理教学内容中的模拟应用
1.1 Matlab在质点力学中的应用
运动学对刚刚进入大学校园的大一学生来说,既熟悉又陌生,内容上都接触过,但计算方法是大学学过的微积分,看似多了这么一点,给学生却带来很大的困扰。
一部分学生由于微积分没学好,感觉物理难学,还有的学生觉得是高中的知识,简单,对大学物理也不够重视,等等原因,导致学生对大学物理失去兴趣。
如果我们在课堂上,能用其他的方法解决同样的问题,会收到很好的效果。
这里举一简单的例子,用Matlab模拟一下斜抛运动。
图1是抛体的射程和射高与抛出角之间的关系。
从图1中我们可以直观的看出,抛出角是锐角时,射高随抛出角的增大而增大,而射程是先随抛出角增大而增大,然后随抛出角增大而减小。
1.2 Matlab在声学中的应用
Matlab在机械振动方面的模拟应用也有很多,比如宿刚等写的《Matlab在大学物理课程教学中的应用》[5],代红权所撰写的教学论文《Matlab在物理教学上的一些辅助应用》[6]等等,论文里所列举的Matlab的应用实例,在这里就不在重复了,我们都可以把这些引入到物理课堂上,让学生感到学习物理能够开阔他们的视野,体会到物理与现实处处接轨。
比如多普勒效应可以应用在医学上、移动通信和交通上、农业和气象等等方面,下面给出多普勒在声学一种常见的现象。
火车人人熟悉,而火车从远而近时其汽笛声变响,音调变尖,相反地,火车从近而远时汽笛声变弱,音调变低这其中的原理未必有人去探究,实际上这就是一种多普勒效应。
现在用Matlab模拟一下。
如图2上半部分是声源信号的波形图,下半部分是观测者接收到信号的波形图。
从图2中可以很清楚的知道,观测者接收到的波像是被压缩了,很明显,其频率大于波源发出的信号频率。
这样给学生讲火车汽笛声的变化就很容易理解,易被学生接受。
2 结论
Matlab在大学物理其它方面的应用也很多,光学、热学以及电磁学,我们都可以适当的引入Matlab,比如光学中的杨氏双缝干涉、牛顿环等,热学中的麦克斯韦速率分布,电磁学中电偶极子的电场以及电势
分布、电流环的磁场分布等,都可以用Matlab进行模拟演示。
总之,巧妙的利用Matlab,不仅对大学物理的教学内容甚至教学手段都做到了适当的改进,这对学生来说,学习物理的积极主动性得到了提高,对教师来讲,不断的去探索教学改革,达到提高大学物理的教学质量。
参考文献
[1] 闫玉丽.大学物理教学改革的思考[J].教学研究,2011(6下).
[2] 管薇.工科大学物理教学改革的思考[J].新课程研究,2012(4中旬).
[3] 张明霞.浅谈大学物理教学改革[J].科技创新导报,2012(9).
[4] 王沫然.MATLAB与科学计算[M].电子工业出版社,2003,9.
[5] 宿刚,郑敏章,丛令梅.MATLABb在大学物理课程教学中的应用[J].浙江海洋学院学报:自然科学版,2008,6.
[6] 代红权.MATLAB在物理教学上的一些辅助应用[J].电脑知识与技术,2011(12).。