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MATLAB GUI與中學物理勻變速直線運動可視化教學的應用

作者：趙佳

來源：《世界家苑·學術》2017年第07期

摘要：勻變速直線運動這一章是高中生初步接觸利用圖像反映物理規律、分析物理問題的重要學習方法，在一定程度上對于學生來說比較抽象、難以理解，關鍵在于普通的教學軟件不能提供給學生一個具體的可視化的動態圖形，MATLAB具有強大的計算、圖形處理、數據可視化的功能，可以將函數、實例化為具體的運動圖像，提高教學效率，輔助教學改革。

關鍵詞：勻變速直線運動；可視化教學；MATLAB GUI

一、MATLAB GUI介紹

MATLAB可視化的界面設計一般有兩種方法，編輯M腳本和guide來建立GUI界面。簡潔、明了是GUI界面的特點。M文件給回調函數提供參考框架，guide將界面保存在fig資源文件中。

進入GUI編輯窗口，包括工具欄、對象和布局區三部分。根據所要編輯的函數圖像在布

局區添加工具和對象。左邊的側邊欄是界面的快捷按鈕，按住鼠標即可拖入右側框內，雙擊后可以可以看到左側出現屬性查看器如圖1.1所示。利用屬性查看器查看對象的屬性值以及對其進行進行修改，例如滑塊范圍、字體大小、顏色、名稱等。

二、GUI與勻變速直線運動

勻變速直線運動在物理教學中具有基礎性的作用，為平拋、類平拋鑒定良好的基礎，同時提高學生根據規律推倒的能力，利用圖像解決實際問題的能力。勻變速直線運動中反映出速度與時間、位移與時間、速度與位移、自由落體等運動中各個量之間的關系，因此圖像更能體現出數與形的結合。MATLAB GUI強大的圖像功能為我們提供了一個良好的平臺，將函數、實例化為具體的運動圖像，并且可以隨機改變參數以便觀察不同的變量發生變化時物體運動的改變，為我們實驗探究提供了理想化的空間。

GUI界面的布局分布完成后，在回調函數中編輯相關代碼。代碼編寫中不僅要設計坐標軸的取值范圍、箭頭的大小和方向，還要把運動函數關系式編寫完整。基于MATLAB GUI下的勻變速直線運動的部分代碼以axesl為例設計如下：

函數編輯完成保存即可運行。運行后如圖2.1所示，可以隨意調節參數，運動的線條可以形象生動的展現出各個變量之間的聯系，以及某個時刻對應的瞬時速度、位移和路程，同時觀

總結

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