回旋加速器的模擬演示的課件制作說明

1、“回旋加速器”的模擬演示的課件制作說明北京市通州區(qū)教師研修中心高曉玲高世雄高中物理第二冊電磁場磁場介紹回旋加速器一節(jié)，學生不能直觀感受到回旋加速器的工作過程。為了使學生能夠直觀地感受到它的工作過程，我們利用幾何畫板404版制作了“回旋加速器的模擬演示”，對于邊回旋邊加速，電極每180度交換一次極性，科學地、真實地模擬了回旋加速器的工作過程，獲得了非常好的效果。現(xiàn)將我們的制作思路及實現(xiàn)過程寫出來，希望能對當前的課程改革起到一定地推動作用。

2、一、軌跡特點、設計思路及實現(xiàn)過程一、軌跡特點、設計思路及實現(xiàn)過程由物理知識知，粒子在勻強磁場中作半徑不斷擴大的同周期的圓周運動。軌跡形狀如圖1所示。這里需要解決三個問題，1無數(shù)半圓的良好銜接問題，2粒子作同周期的圓周運動的實現(xiàn)問題，3運動蹤跡的實現(xiàn)問題。1、無數(shù)半圓的良好銜接的實現(xiàn)思路。研究圓心A的變化規(guī)律，研究圓上的點B的變化規(guī)律，以動態(tài)的圓心和動態(tài)的圓上點為基準作圓，則這些半圓很自然地形成一個統(tǒng)一體。研究過程如下：看圖1，設AB=a

3、，AA’=b。設參數(shù)t為粒子所在位置與圓心的連線和水平右方向的夾角。t取值A點水平向右平移量B點水平向右平移量t180度00180度≦t360度b2b360度≦t540度02b540度≦t720度09b38b720度≦t900度038b900度≦t1080度08b54b1080度≦t1260度054b?????AB圖1經研究確認，A點水平向右平移量=n1=[1（1）trunc（t180）]2101trunc[（t180。）360。]b，

4、B點水平向右平移量=n2=[sgn（t180）sgn（540。t）]22b[sgn（t540）sgn（900。t）]238b[sgn（t900）sgn（1260。t）]254b[sgn（t1260）sgn（1620。t）]268b[sgn（t1620）sgn（1980。t）]28b[sgn（t1980）sgn（2340。t）]29b[sgn（t2340）sgn（2700。t）]298b[sgn（t2700）sgn（2970。t）]210

5、4b。使A向右平移n1，得到A’。使B向右平移n2，得到B。以A’為圓心，B’為圓上點作圓，則圓半徑隨t角度值的變大而有規(guī)律的變化。n2=1.01n1=0.50t=200.00?b=0.50a=2.011GFEFABCDE圖43、設計飛出軌跡思路：當參數(shù)t從0變到2970時，G點環(huán)繞E’轉動了825圈，之后要作勻速直線運動飛離D型盒。由此我設計當G點到達第825圈處時，讓某點接著作勻速直線運動飛出。（3）飛出軌跡的制作：計算a104b，

6、并將之標簽為n3。平移E點標定距離n3，角度90得點，將此點標簽為H。過H點作水平直線的平行線，在平行線上H點左半部分適當位置任作一點I。隱藏H點、I點所在直線。過H點、I點作射線HI，在射線HI上任作一點J，將J設為追蹤點。選中J點，編輯動畫，打開動畫對話框，設置如下：向前，只播一次，速度為其它：4。標簽為“飛出”。隱藏HI射線及I點。選定“回旋”按鈕，“飛出”按鈕，作系列按鈕。選依序執(zhí)行，標簽為“回旋加速”。選中J點，H點作“移動”

7、按鈕。速度選“高速”，標簽為“復原2”。選定“復原1”和“復原2”按鈕，作系列按鈕“復原”，選同時，選“動作前清除所有軌跡”。調節(jié)B點使a=09cm，調節(jié)D點使b=04cm。二、制作二、制作D型盒：型盒：思路：上半盒和下半盒都是半圓，半徑略大于粒子作圓周運動時的最大軌跡半徑。制作：檢查t是否為200，若不是將之改為t=200。調節(jié)B點使a=05cm，調節(jié)D點使b=05cm。計算a101b值，平移E點a101b值及90，得點E’將之改為M

8、。平移E點a108b值及90，得點E’改之為N。平移E點a101b及179，得點E’，改之為K。平移E點a108b及1，得點E’改之為L。作弧EMK（相當于第二象限的四分之一圓）。作圓上的弧ELN，（相當于第1象限的四分之一圓）。連接K、L兩點。平移E點a108b值1，得點O’改名為P。選定E點，平移E點a108b值179，得點O’改名為Q。選定E、Q、P三點，作圓上的弧，連接Q、P兩點。隱藏一切非必要顯示者，但參數(shù)t別隱藏。然后，畫兩