用matlab软件怎么使用MATLAB GUI开发向心力与角速度的演示试验界面
摘要：向心力与角速度在中学物理教学中，占有着重要的地位。由于资源的限制和学生在做实验时的盲目性，本文通过分析向心力与角速度的关系，合理的运用控制变量法，以小球在光滑桌面上做匀速运动为例，利用MATLAB GUI模拟、设计和开发出向心力与角速度的交互式实验动画演示界面。在教学中，用控制变量法和此界面进行交互，让学生对此知识的掌握更加深刻。
关键词  向心力  角速度  控制变量法  MATLAB GUI
Use the MATLAB GUI to exploit the interface of demonstrative experiment of centripetal force and angular velocity
Abstract: The centripetal force and angular velocity occupy an important position in physics teaching in high school, due to school’s resource constraints and students’ blindness when doing the experiment, the paper analyzes the relationship between centripetal force and angular velocity, a reasonable use of the control variables, with a smal
l ball made a smooth uniform motion on the desktop, for example, using MATLAB GUI simulation, design and centripetal force and angular velocity developed experimental animation, interactive interface. In teaching, the control variables used to interact with this interface, so that students master this knowledge is more profound.
Keywords: Centripetal force  Angular velocity  Controlling variables  MATLAB GUI
目  录
1引言    1
2问题分析    1
3实验设计    2
3.1总体设计    2
3.2在M文件中实现动画演示    3
3.3界面要实现的主要功能    6
3.4上机制作（静态）界面    6
3.5编写界面动态功能程序    7
4界面的实际应用    9
5总结    10
参考文献    11
谢  辞    12
正文附录    13

1引言
向心力是基础力学中的重要概念，无论是在理论教学中，还是在工业中都占有着重要的地位。这个力不像以前接触过的拉力、摩擦力、弹力那么的容易理解，因为它和角速度紧密
联系在一起的，如果没有了角速度，向心力也就无从谈起了，既然角速度这么重要，那我们的重心就要放在这个量上。角速度不和速度那样，速度的大小是标量，速度的方向是物体远动轨迹上的切线。虽然角速度的大小也是标量，但是它的方向却满足右手螺旋定则，这就是难以理解向心力的地方。在力学实验中需要采用现代化的教学手段千方百计地为学生提供观察物理现象的机会，提高学生的学习兴趣，培养学生思维水平和创新能力，但目前很多教学过程中只采用了简单文本投影，固定不变的flash动画演示和照本宣读的教学模式。
向心力与角速度的实验需要精密的仪器，例如，需要用光滑的桌面、光滑的小球、轻质的细绳等，而这有时会使实验变得困难。在做实验前，好多老师只是照本宣读的给学生讲解向心力和角速度的关系，这样学生在做实验的时候就具有盲目性，再加上学生对实验不重视，学生就不能学到应有的知识，教学效果将会大打折扣。但是把MATLAB引入力学实验，利用其可视化功能对力学实验现象比如向心力与角速度进行计算机模拟，再结合学生动手实验，就能够提高学生的学习效率与学习积极性。
随着计算机技术的发展，计算机模拟在现在物理教学研究中发挥越来越重要的作用，尤其
是MATLAB软件的使用。“数字信号处理”双语教学、毕业设计教学、物理教学等领域中都涉及到MATLAB的应用。将MATLAB强大的科学计算与图形图像功能的完美结合将解决许多现实问题，所以MATLAB的计算与仿真应用到教学中有着非常重要的意义[1]。
2问题分析
在学习向心力以前，学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解，知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、半径之间的关系。向心力与角速度的关系：
                          (1)
从上式中可得到：当物体的质量和做匀速圆周运动的半径不变时，向心力与角速度成正比，在此利用了控制变量法，即控制物体的质量和做匀速圆周运动的半径不变，改变物体的角速度来观察物体向心力的变化，或者改变物体的向心力来观察物体角速度的变化。在此界面的设计中，置物体的质量和做匀速圆周运动的半径不变，均为0.5kg。
在做实验前，我们都有体会，那就是老师只是照着课本给我们讲一下向心力与角速度之间
的关系，这样即枯燥又引不起学生的学习兴趣，或者老师只是给学生播放一些flash动画，在这些动画中物体所受的向心力和角速度是不能变化的，如果要变化，就得制作好几种动画，而这几种动画在播放的时候有没有连续性，很难从中得出向心力与角速度之间的这种正比关系。这就需要把MATLAB引入力学实验，利用其可视化功能对力学实验现象比如向心力与角速度进行计算机模拟，再结合学生动手实验，就能够提高学生的学习效率与学习积极性。

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