Transcript 动画演示：点电荷的相互作用

动画演示：抛物线与直线
动画说明：
拖动调整A、B、C
三点确定一条抛物线
或直线。
在坐标轴上拖动可
改变坐标刻度。
显示三点坐标。
给出曲线方程。
思维空间：a. 三点式曲线方程的表达式 y(x)=ax2+bx+c。
b. 关于 y 轴对称的抛物线。
c. 决定抛物线上或下开口的系数。
d. 直线的斜率与截距。
1
动画演示：矢量的坐标分量
动画说明：
拖动红
色矢量头
部，改变
其大小和
方向。
显示矢
量的大小
和方位角。
思维空间：a. 矢量的坐标分量是矢量吗？
b. 矢量分量的合成得原矢量吗？
c. 矢量的分量表示如何？
d. 矢量可以在什么坐标系中投影，其分量如何？
2
动画演示：矢量的加与减
动画说明：
 调整两个矢量

A 的分量，或
B
和
拖动它们的箭头，
显示其大小和结
果矢量。
选择减或加运
算。
思维空间：a. 矢量加与减的计算方法有几种？
b. 多个矢量简易加减的矢量图。
c. 哪些物理量是矢量？
d. 矢量方向的确定方法。
3
动画演示：匀变速直线运动
动画说明：
调节初始速度；
调节加速度；
初始速度和加速度
的同号也可异号。
显示瞬时速度、时
间、位移、路程。
位移曲线（洋红）、
路程曲线（墨绿）。
思维空间：a. 位移和路程始终相等的情况。
b. 人在屏幕上奔跑的最长（67秒）和最短时间。
c. 人的奔跑路程可以超过118米吗？
4
动画演示：抛体运动
动画说明：
抛体抛出前可拖动
红色抛体调整其高度，
拖动蓝色速度矢量改
变其大小和方向。
数值给出抛出点和
着地点的位置、速度、
时间等参数。
思维空间：a. 平抛、斜抛、上抛、下抛。 可选择频闪纪录速
b. 同一着地点有几种抛法？ 度矢量的变化。
c. 最远着地点。
d. 空中飞行的最长时间。
e. 切向和法向加速度的确定。
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动画演示：力与加速度
动画说明：
可调整物理量：
摩擦系数、木块
质量、斜面斜角，和
外力（可正负）。
显示物理量：
摩擦力、下滑力、
支撑力、和加速度。
思维空间：a. 可以下滑的临界斜面角。
b. 外力使木块沿斜面向上运动时要克服什么？
c. 曲线图中摩擦力的上下限代表什么？
d. 导出木块下滑加速度与m、μ、θ的关系。
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动画演示：弹性与非弹性碰撞
动画说明：
选择观察完全弹性
或完全非弹性碰撞；
调整两碰撞体的质
量和初始速度；
显示碰撞后的速度、
动量、动能。
思维空间：a. 弹性与非弹性的动量守恒（注意矢量）。
b. 弹性与非弹性的能量守恒。
c. 与墙壁碰撞是完全弹性的吗？
d. 模拟泥巴砸在汽车上。
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动画演示：两体碰撞
动画说明：
完全弹性碰撞；
动量能量守恒；
可调整物理量：
两球质量，
球心间距，
球1初速度。
思维空间：a. 动量守恒的矢量图形。
b. 零球心间距的对碰。
c. 各散射角与球心间距和对应质量的关系。
d. 散射角之和的最小值，以及等于直角的条件。
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动画演示：开普勒定律
动画说明：
选定开普勒三定律之
一进行演示；
调整初始时卫星距地
球的距离和初始速度；
显示椭圆轨道长半轴
a和短半轴b以及偏心率
e，轨道运动周期T和运
动时间t。
思维空间：a. 低初速到高初速的轨道变化。
b. 各种轨道对应的周期变化。
c. 同步卫星的轨道，彗星的轨道，和逃逸速度。
d. 模拟各种天体的运动。
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动画演示：机械振动
动画说明：
简谐振动和阻尼振
动的：
周期T、位移x、
速度v、势能PE和动
能KE、衰减常数τ。
可调节：
阻尼系数b、初
始位移x0、质量m和
弹簧系数k。
思维空间：a. 固有周期的调整。
b. 初始相位的调整。
c. 位移和速度的相位或势能和动能的变化。
d. 能否实现临界阻尼或过阻尼？
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动画演示：单摆
动画说明：
演示自由摆和阻尼
摆，并给出衰减常数
τ 、角位移θ、摆动时
间t、周期T 和速度v ；
同时给出位移和速度
曲线，势能PE和动能
KE转化关系 。
可调节：
思维空间：a. 摆长与周期的关系。
b. 绳中张力FT的变化。
c. 衰减常数的确定。
阻尼系数b、初
始位移θ 0和摆长Ｌ。
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动画演示：弦上的驻波
动画说明：
可变参数：
弦的质量线密
度、弦中张力
和左侧波源频
率。
红叉可拖动
改变波源频率。
思维空间：a. 弦中驻波生成条件。
b. 弦中波速的计算。
右下角图中
显示可成驻波
的频率。
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动画演示：横波与纵波
动画说明：
调节张力FT和密度
μ或扬氏模量Y和密度
ρ或用容变模量B和密
度ρ。
选择观察弦中横波、
棒中纵波或气体中的
声波。
显示波长和波速。
思维空间：a. 波的频率仅与什么有关？
b. 决定波速的因素。
c. 纵波是物质在传播吗？
d. 机械波的形成条件。
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动画演示：多普勒效应
动画说明：
可调整物理量：
听者运动速度；
声源运动速度；
（速度可正负）
声源发声频率。
思维空间：a. 听者或声源单独运动。
b. 听者和声源同时运动。
c. 听者、声源异向运动。
d. 运动同向和异向转换。
e. 理论基础。
显示物理量：
听者接受频率及
其与发生频率的差。
空气中的声速。
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动画演示：布朗运动
动画说明：
可调整气体温度，
范围200K-1000K；
显示一个固定分子
的瞬时速度和碰撞次
数；
分子热运动。
思维空间：a. 温度和压强的分子物理学含义。
b. 统计规律的重要性。
c. 气体扩散与均匀分布。
d. 热量的对流与传导。
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动画演示：麦克斯韦速率分布
动画说明：
调节气体温度改变
分子速率分布曲线，
同时改变了方均根速
率和最概然速率；
改变速率取值，可
观察到在200m/s速率
区间内的分子的多寡。
思维空间：a. 最概然速率的位置和物理意义。
b. 平均速率的位置和物理意义。
c. 速度方向的统计分布。
d. 统计分布的物理意义和高低温时的分布特点。
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动画演示：等压过程
动画说明：
气体复位后可以调
整压强；
开始与暂停；
等压过程V-T图；
等压过程吸热、气
体对外做功、气体内
能增量的柱状图示。
思维空间：a. 等压过程曲线的斜率。
b. 等压过程气体的吸放热是怎样实现的？
c. 此过程是否符合热力学第一定律？
d. 此过程热功转换的最高效率。
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动画演示：等温过程
动画说明：
复位气体后可调整
等温线温度；
P-V图等温线下的
面积为气体所作的功；
一定质量的气体。
思维空间：a. 等温过程的热功转换效率。
b. 左侧图示是否为准静态过程，实际曲线怎样？
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动画演示：绝热过程
动画说明：
改变气体初始温度；
气体初始体积不变。
思维空间：a. 内能增量的最大值如何确定？
b. 气体的摩尔数为多少？
19
动画演示：卡诺循环
动画说明：
调节高低热源的温
度；
显示压强、体积、
温度、热机效率。
思维空间：a. 提高热机效率的方法。
b. 热机对外做功的能量来源。
c. 热机效率不能达到100%的原因。
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动画演示：点电荷的相互作用
动画说明：
电荷可拖动；
电量可改变：
（正、负、零）。
思维空间：a. 找出作用力与反作用力。
b. 总结实验规律－库仑定律。
c. 研究各种位置和电荷组合的作用力之大小和方向。
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动画演示：点电荷的电场及其电力线
动画说明：
构架：单电荷
双电荷；
电量可改变：
（正、负、零）；
点击场空间查看场
强大小。
思维空间：a. 正负电荷的电场。
b. 双电荷叠加电场的大小和方向。
c. 电场强度为零的点。
d. 电力线的疏密与场强大小的关系。
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动画演示：带电粒子在电场中的运动
动画说明：
电场强度和电子的
初速度可以调整；
显示电子的运动位
置坐标和速度分量；
显示电子在匀强电
场空间的运动时间。
思维空间：a. 电子运动位置和速度分量的解析表达。
b. 电场方向反向情况。
c. 电子可以出射的条件。
d. 电子返回中线的条件。
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动画演示：直流电路
动画说明：
清除组合板；
选器件搭接电路；
异类器件选择为删
除；
光标选择可改变器
件参数；
计算电流和电压值。
思维空间：a. 简单电阻和电源串并联电路。
b. 电桥电路和复杂电路。
c. 用有限器件的参数和个数实现各种实际需要。
d. 各种电路的计算，与测量值比较。
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动画演示：R-C 放电电路
动画说明：
复位后可调整：
电容上初存电量，
阻尼电阻阻值，
电容器的电容；
显示放电过程的电
流、电压、电量改变。
思维空间：a. 调整R看阻尼作用和时间常数。
b. 电流，电压的变化规律。
c. 如何测量时间常数，何时认为放电完毕？
d. 最大放电电流如何调整，此时放电快慢？
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动画演示：磁场中带电粒子的运动
动画说明：
调节粒子的初始速
度；
调节磁感应强度的
大小；
显示运动时间和半
径。
思维空间：a. 带电粒子所带电荷的正负。
b. 带电粒子的运动周期和螺距。
c. 带电粒子有能量损失的运动轨迹。
d. 各调节量等于零的情况。
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动画演示：长直导线的磁场
动画说明：
导线垂直与纸面；
点击场点可得：
位置矢量，
磁感应强度矢量，
同时显示他们的
值；
思维空间：a. 磁场的空间分布。
b. 有几种右手判定。
c. 从碎屑定向排列，理
解磁场线的物理意义。
调节导线中的电流；
选择场线或碎屑示
意。
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动画演示：平行导线间的磁力
动画说明：
改变两载流导
线中的电流强度，
或输入或调整；
改变两导线的
间距；
显示导线处磁
场大小和导线所
受力。
思维空间：a. 怎样判定力的方向？
b. 作用力满足牛顿第三定律。
c. 相互作用是通过场来完成的。
d. 导线间距不同，力的大小变化的原因。
e. 导线处的磁场大小不同，为什么力的大小相等？28
动画演示：速度选择器
动画说明：
相互垂直的电
场和磁场，其强
度可调整。
带电粒子有电
子、质子、氦子
或铀核。
思维空间：a. 速度选择器是选择速度还是粒子。
b. 重力对速度选择的影响。
c. 电场或磁场仅有一个可以吗？
d. 是否可以利用重力和电场或磁场做选择？
e. 未被选择的粒子怎么处理？
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动画演示：法拉第电磁感应
动画说明：
实验Ⅰ：磁铁与线圈；
实验Ⅱ：线圈与线圈。
点击开关通断电流；
磁铁和两个线圈均可
上下拖动。
电压表显示电动势。
思维空间：a. 那些情况为动生电动势（相对运动）？
b. 哪些情况为感生电动势（磁通变化）？
c. 哪些情况电动势最大，电流方向如何判定？
d. 从发电的角度说明为什么使用交流电？
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动画演示：R-L充电电路
动画说明：
可调整物理量：
电阻R、电感
L、电源电动势V。
显示充电电流
的变化I和充电时
间常数τ。
图中开关可点
击控制。
思维空间：a. 电感对电流变化的影响。
b. 暂态过程的时间常数的物理意义。
c. 稳态电流的决定因素。
d. 电感的实际应用。
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动画演示：L-R-C串联电路
动画说明：
电路由交流电驱动，
其角频率可调整；
电阻、电感、电容
的参数均可调节；
显示谐振频率、电
容电压、感抗和容抗；
思维空间：a. 电路谐振时的特点，谐振频率的计算。
b. 观察不同频率时各物理量的大小和相角变化。
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动画演示：反射与折射
动画说明：
空气与透明材
料界面的反射和
折射，可选择入
射方向，可调整
入射角和透明材
料的折射率。
显示反射角、
折射角、临界角。
思维空间：a. 全反射与临界角。
b. 水平入射的折射。
c. 临界角入射的折射。
d. 为何采用半球透明材料？
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动画演示：反射镜
动画说明：
可水平拖动红色的
物和反射镜分别改变
物距so和系统位置。
可调节的物理量：
透镜焦距f和物距so 。
显示像距si和放大
倍数MT。
思维空间：a. 球面反射镜的焦距确定方法。
b. 有无实像和虚像的概念。
c. 放大和缩小像的情况。
d. 反射镜的实际应用。
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动画演示：显微镜
动画说明：
两个可调焦距的凸
透镜组成的显微镜；
左边的物镜将实物
成倒立的中间实象，
右边的目镜将中间实
象映射为放大的虚像。
显示焦距和放大倍
数。
思维空间：a. 研究成像光路。
b. 实物位置和物镜与目镜间距。
c. 最大和最小放大倍数。
d. 结合实际想一想。
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动画演示：凸透镜成像
动画说明：
可调节的物理量：
水平拖动红色的
物和凸透镜分别改变
物距so和系统位置。
透镜焦距f。
显示像距si和放大
倍数MT。
思维空间：a. 实像的物距范围和像的位置。
b. 虚像的物距范围和像的位置。
c. 用几何关系导出放大倍数。
d. 放大镜和照相机透镜分别用凸透镜的什么特性。
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动画演示：扬氏双缝干涉
动画说明：
可调整入射光的波
长和双缝间距。
思维空间：a. 波长对条纹间距的影响。
b. 干涉条纹等间距吗？
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动画演示：牛顿环
动画说明：
圆对称的薄膜干涉；
可调节入射波长和
球面镜半径；
给出牛顿暗环半径
公式和第一暗环半径；
思维空间：a. 入射波长变化对牛顿环的影响。
b. 球面半径对牛顿环的影响。
c. 球面或平面镜面畸变对牛顿环的影响。
d. 用牛顿环测量球面半径的精度。
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动画演示：光的衍射
动画说明：
可调节物理量：
通光或遮光限度；
入射光波长。
可选择遮挡物：
小球、圆孔、单
缝、细针。
思维空间：a. 菲涅耳的区域分析法。
b. 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射。
c. 区域数目m的物理意义。
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动画演示：相对论性时间
动画说明：
可调整物理量：

1
1   c 
2
结果物理量：
t M  tS
思维空间：a. 运动坐标系中光来回所需时间。
b. 静止坐标系中光来回所需时间。
c. 时钟变缓与光速不变的关系。
d. 用洛仑兹事件变换的解释。
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