algodoo在中学物理教学中的应用_中学物理教学的过程
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Algodoo软件在中学物理教学中的应用
黄 伟
(江苏省海安高级中学 江苏 海安 226600)摘要： Algodoo软件是一款可以实现多种场景仿真的模拟软件，呈现在学生面前的不仅仅是其极具趣味性的卡通式画面，更重要的是它能够激发学生求知、创新的欲望。关键词：Algodoo软件；物理教学；仿真
在中学物理教学中，由于时间、场地、设备、技术等条件的限制，很多物理情境得不到充分的展现。有时候仅靠老师描述，不够生动形象，学生也不易进入情境，教学效果自然不理想。Algodoo软件是一款可以实现多种场景仿真的模拟软件，它将带领我们进入一个全新的物理世界。1．Algodoo软件概述 1.1．Algodoo软件简介
Algodoo是瑞典Algoryx Simulation AB公司推出的一款独特的2D仿真软件。前身是瑞典一所大学计算机专业硕士Emil Ernerfeld为其导师Kenneth Bodin写的一个名为Phun的程序，开发目的是为了让物理教学和研究更直观有效，其英文名称是“2D Physics Sandbox”，即“二维物理沙盒”。
Algodoo是在Phun的基础上针对课堂教学做了优化的一款虚拟物理实验软件，它给学生带来了一个卡通式的创作平台，科学地将教育与娱乐融合起来，学生可以充分发挥自己的创造力，通过简单的操作就可以快速的在电脑或电子白板上绘制物理模型，以趣味性的视觉效果展现物理原理，轻松地模拟物理情境，让你进入不一样的物理科学世界，极大的激发了学生学习物理的兴趣。1.2．Algodoo软件的特点
Algodoo软件界面如图所示，界面主要由场景工具面板、属性面板、工具面板、工具选项面板、模拟仿真控制面板构成，其主要的特点有以下几点。
1． 轻松创建各种物理元件，如固体、液体、齿轮、弹簧、链条、电机、助推器、光线与透镜等。
2． 模拟各元件在重力、摩擦力、弹力、浮力、空气阻力等条件下的相 互作用；呈现光通过界面发生的反射、折射等物理现象等。
3． 独特的绘图工具可以快速画出的任意形状的物体，还可以设置其材质及相关参数，如质量、密度、摩擦系数、弹性、折光指数等。
4． 实时显示物体运行轨迹、速度、力学和重力场等物理特征量。
此外该软件上手快、操作简便，没有编程基础也可以迅速的掌握使用方法。2．Algodoo软件在中学物理教学中的应用实例
基于目前Algodoo虚拟实验软件提供的一些组件和工具，本文仅探讨一些简单应用，以期起到抛砖引玉的作用。
2.1建立物理模型更生动（利用循迹追踪工具实时显示物体运动轨迹）
例题
1、静止在路边的人盯着一辆匀速行驶的汽车车轮边缘上某一点，他看到这一点的运动轨迹是
理论上我们可以从运动的合成与分解分析该运动为竖直面内的匀速圆周运动和水平方向的匀速直线运动的合运动，易知D选项是正确的。可部分学生还是不理解，有的认为B选项也是正确的。主要是因为学生没有真正的注意过这一常见的现象，没有感官上的认识。
打开algodoo软件，新建场景，用圆形工具画一个适当大小的圆并拖至水平面，设置一定的角速度使之转动，在圆形边缘添加循迹追踪工具，设置轨迹粗细和保留时间的长短。点击模拟仿真控制面板中的开始按钮（可拖动滑杆调节播放速度），即
可看到如图所示的动画画面。这样学生通过合成与分解的讲解和实际轨迹的观察，一切疑惑随之化解。图中的轨迹也就是高中数学选修4-4中所讲的“摆线”，近年围绕摆线模型的习题出现频率不低，如08年江苏高考及各地模拟题等。经过理论分析和生动画面的再现相信再次遇到“摆线”模型学生不会感觉陌生。2.2展示物理情境更形象
例
2、有四个相同的小球分别以相同的速率竖直向上、向下，水平向左、向右水平抛出，一段时间后四个小球的相对位置关系如何？若有很多个小球同时以相同的速率向各个方向抛出一段时间后这些小球围成的图形是什么形状？
上图为利用algodoo软件分别赋予各个小球相同速率不同方向开启模拟控制开关运行一段时间后的图像，图中的彩色线状为各小球的实际运动轨迹。由图可知四个小球组成的形状应为对角线分别为水平方向和竖直方向的正方形的四个顶点；多个小球组成的形状应为球体。2.3描绘物理图像更直观
Algodoo还有一个强大的功能就是他的数据处理能力，不仅可以即时显示物体的速度时间图像而且还可以输出一系列相关数据，这些数据可以直接导入EXCLE中进行再次分析。
如图为一小球在竖直弹簧上下落又被弹上过程的速度时间图像，右图可见可以查看各个时刻的斜率即小球加速度的变化情况。
界面图 局部放大图
2.4学习物理兴趣更高涨
笔者通过一学期来的教学尝试，在遇到一些教师难以表达、学生难以理解的问题时都能迎刃而解，学生学习物理的兴趣极大提高，有的学生甚至向我要软件回家自己琢磨，小小的尝试让笔者感受到这款软件在教学中的作用比想像的还要有用。
融知识性、趣味性、互动性为一体的algodoo虚拟物理实验软件，为科学教育提供多层次的情景模拟，灵活而生动的场景应用，激励学生学习物理知识、培养创新精神和实践能力，并从中获得乐趣。随着软件的不断升级，也必将能在物理学中的更多领域模拟真实场景，届时Algodoo将会在物理教学中发挥更大的作用。
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