一弹簧振子作简谐振动 Ｆｌａｓｈ让弹簧振子振动起来

　　一、设计预演效果 　　 　　要避免制作课件过程的盲目性，做到省时高效，最好能在制作课件前将要实现的演示效果书面化。 　　笔者希望通过Flash实现的效果是让小球实体在平衡位置O点左右来回振动，振动过程中作变加速运动，且弹簧实体的长度也要随之变化，给人的视觉效果就是弹簧使小球做往复运动。合力（或者加速度）实体和速度实体同步显示相关物理量大小和方向。同时，为了让课件具有交互性，并能留给学生思考研究的空间，可以通过按钮控制合力（或者加速度）实体和速度实体的显示或隐藏，还可以通过图1左下角的一系列按钮改变小球质量、弹簧的劲度系数、最大形变量（振幅）的大小，引导学生观察不同变化情况下小球的振动，进而研究小球的振动周期与哪些因素有关、有什么关系。
　　
　　二、素材的制作
　　
　　根据构思确定需要哪些素材。从图1可以看出需要两类素材：影片剪辑实体和按钮实体。其中，弹簧实体、小球实体、合力实体和速度实体属影片剪辑，需要另行分别制作。按钮实体可以直接通过“窗口 → 公用库 → 按钮”找到。
　　在Flash的编辑窗口，依次打开“插入”→“新建组件”→“创建新元件”，在弹出的“创建新元件”属性对话框中，素材的性质应设成“影片剪辑”（图2）。在制作“弹簧实体”时，屏幕上的坐标原点就是中心位置，应从中心位置开始画折线，形成一个水平放置的弹簧（图3）。
　　这时弹簧实体已在库中，通过“窗口 →库→ 影片剪辑”，就可以在影片剪辑列表中看到名称为“弹簧实体”的影片，将名称为“弹簧实体”的影片拖到场景中，点击工具栏左上角的箭头按钮，选中场景中的“弹簧实体”，点击工具栏右下角的缩放按钮，改变弹簧实体的大小。制作其他影片剪辑实体与制作“弹簧实体”相似，在制作小球实体组件时，要让球心与编辑窗口中的中心位置重合。制作合力实体和速度实体时，将箭头与编辑窗口的中心位置重合。
　　
　　三、程序设计
　　
　　在图4“Action”图层中设置程序。要在某一帧设置程序，需将鼠标移至该帧，单击鼠标右键弹出下拉菜单，单击“动作”选项（图5），即可进入动作设置属性对话框进行程序设置（图6）。
　　
　　1．主体程序
　　（1） 在Action图层（图4）的第一帧设定初始参数
　　x0 = 392;//图1中振子平衡位置O点的横坐标
　　x1 = 532;//图1中B点的横坐标
　　y0 = 88;//弹簧振子和小球实体的纵坐标
　　v0 = 0;//小球的初始速度
　　p1 = 74;//图1中弹簧固定点的横坐标
　　zhi1 = false;
　　zhi2 = false;//“zhi1”和“zhi2”是两个逻辑变量，初始布尔值是False
　　m = 2000;//表示小球的质量
　　k = 0.01;//表示弹簧的劲度系数
　　play();
　　
　　（2）在第三帧设定下列参数
　　t0 = getTimer();//表示获取程序执行第三帧时的时间
　　m2 = x0;//合力实体的横坐标
　　n2 = Number(y0)+100;//合力实体的纵坐标
　　m3 = x0;//速度实体的横坐标
　　n3 = Number(y0)+200;//速度实体的纵坐标
　　
　　（3）在第四帧设置程序
　　x0 = 392;
　　t1 = getTimer();
　　y1 = y0;
　　t = t1-t0;
　　x = x1-x0;
　　f = k*x/10;
　　a = f/m;
　　v0 = Number(v0)+Number(a*t);
　　s = v0*t;
　　x1 = x1-s;
　　//伴随时间发生变化，可以由动力学知识和运动学知识计算出小球位置坐标，速度、位移和受力都在随时间的变化而变化。
　　setProperty("/小球", _x, x1);//根据计算出的坐标确定小球应处的位置
　　p = (x1-p1)/(x0-p1);
　　setProperty("/弹簧", _xscale, p*100);//根据小球的位置设定弹簧实体x轴方向的放大比例，使弹簧右端随时和小球中心重合。这样给人的视觉是弹簧带动小球在振动。
　　
　　n = (x1-x0)/120;
　　if (Number(n)>0) {
　　 setProperty("/合力", _xscale, n*100);
　　 setProperty("/合力", _x, m2);
　　 setProperty("/合力", _y, n2);
　　 setProperty("/合力1", _alpha, 0);
　　 setProperty("/合力", _alpha, 100);
　　} else {
　　 setProperty("/合力1", _xscale, (x0-x1)/1.2);
　　 setProperty("/合力1", _x, m2);
　　 setProperty("/合力1", _y, n2);
　　 setProperty("/合力", _alpha, 0);
　　 setProperty("/合力1", _alpha, 100);
　　}
　　//将合力实体复制，把复制的合力实体水平翻转并命名为“合力1”。用这两个实体分别表示振子在平衡位置两边所受合力的方向，其长短的变化表示合力大小的变化。实体长短的变化由位移x1-x0的绝对值来决定。当振动小球位于平衡位置右边时，合力实体的alpha值设为0，即不透明，合力1实体设成透明；当小球位于平衡位置左边时，情况相反。
　　if (Number(v0)>0) {
　　 setProperty("/速度", _xscale, v0*1000);
　　 setProperty("/速度", _x, m3);
　　 setProperty("/速度", _y, n3);
　　 setProperty("/速度", _alpha, 100);
　　 setProperty("/速度1", _alpha, 0);
　　} else {
　　 setProperty("/速度", _alpha, 0);
　　 setProperty("/速度1", _alpha, 100);
　　 setProperty("/速度1", _xscale, v0*1000);
　　 setProperty("/速度1", _x, m3);
　　 setProperty("/速度1", _y, n3);
　　}
　　//关于速度的显示与上文所述合力的显示雷同。
　　x1 = getProperty("/小球", _x);
　　gotoAndPlay(3);//将实体小球的横坐标值赋给变量x1并返回第三帧，循环执行第四帧的程序
　　
　　2．交互性设置
　　on (release) {
　　 setProperty("/合力", _visible, zhi1);
　　 setProperty("/合力1", _visible, zhi1);
　　 zhi1 = not zhi1;
　　}
　　//对合力实体显示与否由逻辑判断来决定。逻辑变量zhi1的值是True时，就显示合力，是False就隐藏。每按一次“显示/隐藏”按钮，逻辑值变一次，从而达到控制显示与隐藏
　　on (release) {
　　 setProperty("/速度", _visible, zhi2);
　　 setProperty("/速度1", _visible, zhi2);
　　 zhi2 = not zhi2;
　　}
　　
　　//对速度的显示与隐藏和合力实体的交互性设置雷同，也是由逻辑判断来决定的
　　On (Release)
　　 Set Variable: "m" = 6000
　　End On
　　//小球质量变大按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Set Variable: "m" = 500
　　End On
　　//小球质量变小按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Set Variable: "k" = 0.04
　　End On
　　//弹簧劲度系数变大按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Set Variable: "k" = 0.005
　　End On
　　//弹簧劲度系数变小按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Set Variable: "x1" = 550
　　End On
　　//弹簧形变量变大按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Set Variable: "x1" = 470
　　End On
　　//弹簧形变量变小按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Go to and Play (1)
　　End On
　　//对复原播放按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Stop
　　End On
　　//对暂停按钮的动作设置
　　On (Release)
　　 Go to and Stop (5)
　　End On
　　//下一页按钮的动作设置
　　除了上述按钮交互设置，还可以根据教学的需要把教材的练习用文本框来表示。这些文本框都可以通过输入文字达到交互的目的，以此激发学生学习兴趣。
　　四、导出动画
　　制作完毕，设定动画的播放速度，建议值为120帧/秒，以保证动画效果是连续的。最后需要将文件以动画形式导出，点击“文件”下拉菜单中“导出动画”选项，在弹出的保存动画中输入一个文件名并确定，这样一个以SWF为扩展名的文件便生成了。当你打开这个新文件时，就可以看到振动着的弹簧振子了。