"磁煞作用" 修訂間的差異
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| − | 一個強力磁鐵掉落於非鐵磁材料金屬管中，會遭遇到下落阻力，請探究此現象。 | + | <font size="4">一個強力磁鐵掉落於非鐵磁材料金屬管中，會遭遇到下落阻力，請探究此現象。</font> |
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| + | <font size="4">Magnetic brakes：When a strong magnet falls down a non-ferromagnetic metal tube, it will experience a retarding force. Investigate the phenomenon</font> | ||
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| + | 實驗材料： | ||
| + | *1.鋁管 13mm內徑x2.5mm厚x75cm長 | ||
| + | *2.銣鐵硼強力磁鐵 10mm直徑x5mm厚。 | ||
| + | *3.碼表 | ||
| + | *4.電子秤 | ||
| + | *5.細繩 | ||
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| − | + | == 現象說明 == | |
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*影片顯示磁鐵在鋁管內及管外掉落的速度差異；不同數量磁鐵掉落狀況；在銅管內掉落的狀況。 | *影片顯示磁鐵在鋁管內及管外掉落的速度差異；不同數量磁鐵掉落狀況；在銅管內掉落的狀況。 | ||
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| − | *2.1 | + | == 探究問題 == |
| − | *2.2 | + | |
| − | *2.3 磁鐵在管內緩慢掉落，有可能是等速掉落（如何確認？） | + | *2.1 磁鐵在空中掉落比較快，越掉速度越快，在地表為等加速掉落（如何確認？）。 |
| − | *2.4 磁鐵的磁特性造成此現象，使用不同數量磁鐵，從管口靜止釋放，測量直到掉出鋁管所需時間，兩者之間有何關係？ | + | *2.2 磁鐵在管內掉落很慢，鋁管扮演重要角色；如果掉落物體如果不是磁鐵，效果如何？ |
| − | *2.5 前述的實驗中，不同數量磁鐵，具有不等量的磁特性物理量，可是也牽涉到磁鐵的質量。如何獨立出相關變數？如何量磁鐵的質量？ | + | *2.3 磁鐵在管內緩慢掉落，有可能是等速掉落（如何確認？） |
| + | *2.4 磁鐵的磁特性造成此現象，使用不同數量磁鐵，從管口靜止釋放，測量直到掉出鋁管所需時間，兩者之間有何關係？ | ||
| + | *2.5 前述的實驗中，不同數量磁鐵，具有不等量的磁特性物理量，可是也牽涉到磁鐵的質量。如何獨立出相關變數？如何量磁鐵的質量？ | ||
*2.6 還有哪些可能的變數？ | *2.6 還有哪些可能的變數？ | ||
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| − | <td> | + | <td style="vertical-align:text-top;"> |
3.1 設計出一項實驗，探究物體在空中掉落的速度與時間關係： | 3.1 設計出一項實驗，探究物體在空中掉落的速度與時間關係： | ||
*3.1.1 一塊強力磁鐵在空中靜止釋放，使其掉落與鋁管等高的高度差，此掉落接近自由落體，掉落過程中的速度對時間的關係式V(t)為何？全程共需要多少秒？（用橡皮球取代磁鐵）。 | *3.1.1 一塊強力磁鐵在空中靜止釋放，使其掉落與鋁管等高的高度差，此掉落接近自由落體，掉落過程中的速度對時間的關係式V(t)為何？全程共需要多少秒？（用橡皮球取代磁鐵）。 | ||
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*3.1.3 分析實驗結果 | *3.1.3 分析實驗結果 | ||
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| − | + | [[檔案:磁煞作用 實驗2.png]] | |
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3.2 設計出一項實驗，探究一塊磁鐵在鋁管中掉落的速度與時間關係V(t)。 | 3.2 設計出一項實驗，探究一塊磁鐵在鋁管中掉落的速度與時間關係V(t)。 | ||
*3.2.1 如何追蹤磁鐵在管內的運動？ | *3.2.1 如何追蹤磁鐵在管內的運動？ | ||
*3.2.2 實驗數據圖如右所示。 | *3.2.2 實驗數據圖如右所示。 | ||
*3.2.3 分析實驗結果 | *3.2.3 分析實驗結果 | ||
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| − | + | [[檔案:磁煞作用 實驗1.png]] | |
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3.3 變化磁鐵數目(N)，分別探究與掉落所需時間(t)的關係t(N)。 | 3.3 變化磁鐵數目(N)，分別探究與掉落所需時間(t)的關係t(N)。 | ||
| − | *3.3.1 | + | *3.3.1 磁鐵由一個逐漸增加到六個。 |
*3.3.2 實驗數據圖如右所示。 | *3.3.2 實驗數據圖如右所示。 | ||
*3.3.3 分析實驗結果 | *3.3.3 分析實驗結果 | ||
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| − | + | [[檔案:磁煞作用 實驗3.png]] | |
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3.4 由前面設計3的實驗中，包含了兩個變數，請設計實驗，每次探究一個獨立變數。 | 3.4 由前面設計3的實驗中，包含了兩個變數，請設計實驗，每次探究一個獨立變數。 | ||
| − | *3.4.1 | + | *3.4.1 固定掉落鋁管內磁鐵數，改變總質量。 |
*3.4.2 固定總質量，改變鋁管內磁鐵數 | *3.4.2 固定總質量，改變鋁管內磁鐵數 | ||
*3.4.3 改用其它金屬管（例如銅管）、不同厚度金屬管、或其它。 | *3.4.3 改用其它金屬管（例如銅管）、不同厚度金屬管、或其它。 | ||
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| − | + | == 分析與結論 == | |
| − | == 分析與結論== | ||
*4.1 能從前述所記錄數據與繪製的數據圖中，分析出相關趨勢，結論出可能之定性關係。 | *4.1 能從前述所記錄數據與繪製的數據圖中，分析出相關趨勢，結論出可能之定性關係。 | ||
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| − | == 教學目標與評量== | + | == 教學目標與評量 == |
*5.1 能實際操作、記錄數據、繪製圖表 | *5.1 能實際操作、記錄數據、繪製圖表 | ||
| − | *5.2 | + | *5.2 能分析數據圖所表現之結果 |
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| − | ==參考資料== | + | == 參考資料 == |
Problem for the IYPT 2014 http://iypt.org/Home | Problem for the IYPT 2014 http://iypt.org/Home | ||
於 2021年4月21日 (三) 00:38 的最新修訂
原始設計者：彰師大
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一個強力磁鐵掉落於非鐵磁材料金屬管中，會遭遇到下落阻力，請探究此現象。
Magnetic brakes：When a strong magnet falls down a non-ferromagnetic metal tube, it will experience a retarding force. Investigate the phenomenon
實驗材料：
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現象說明
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探究問題
- 2.1 磁鐵在空中掉落比較快，越掉速度越快，在地表為等加速掉落（如何確認？）。
- 2.2 磁鐵在管內掉落很慢，鋁管扮演重要角色；如果掉落物體如果不是磁鐵，效果如何？
- 2.3 磁鐵在管內緩慢掉落，有可能是等速掉落（如何確認？）
- 2.4 磁鐵的磁特性造成此現象，使用不同數量磁鐵，從管口靜止釋放，測量直到掉出鋁管所需時間，兩者之間有何關係？
- 2.5 前述的實驗中，不同數量磁鐵，具有不等量的磁特性物理量，可是也牽涉到磁鐵的質量。如何獨立出相關變數？如何量磁鐵的質量？
- 2.6 還有哪些可能的變數？
實作項目
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3.1 設計出一項實驗，探究物體在空中掉落的速度與時間關係：
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3.2 設計出一項實驗，探究一塊磁鐵在鋁管中掉落的速度與時間關係V(t)。
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3.3 變化磁鐵數目(N)，分別探究與掉落所需時間(t)的關係t(N)。
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3.4 由前面設計3的實驗中，包含了兩個變數，請設計實驗，每次探究一個獨立變數。
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分析與結論
- 4.1 能從前述所記錄數據與繪製的數據圖中，分析出相關趨勢，結論出可能之定性關係。
- 4.2 能進一步從記錄之數據與繪製之數據圖中，粹取出相關重要物理量，進一步繪製關係圖，結論出定量關係式。
- 4.3 能從所記錄數據與繪製的數據圖中，瞭解還有額外需要設計實驗與執行的項目。
教學目標與評量
- 5.1 能實際操作、記錄數據、繪製圖表
- 5.2 能分析數據圖所表現之結果
參考資料
Problem for the IYPT 2014 http://iypt.org/Home
