"鐘擺與滾珠" 修訂間的差異

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===目的===
 
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讓學生能夠實際看到等時性運動的實驗，並且熟記其原理。
  
 
===原理===
 
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能量轉換、能量守恆
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擺的等時性，以及週期運動
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===PhET===
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#[https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_zh_TW.html Pendulum Lab_鐘擺實驗室]。
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#[https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skate-park_zh_TW.html Energy Skate Park_能量滑板競技場]。
  
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===活動：鐘擺與滾珠===
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===活動一：擺等的時性===
  
 
====場地====
 
====場地====
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*在室內進行課程，需準備桌椅
  
 
====材料準備====
 
====材料準備====
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*單擺 一組
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*滾珠實驗器材 一副
  
 
====活動流程====
 
====活動流程====
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重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗，並讓孩子嘗試
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鐘擺的高度為何來回高度差不多，珠子在大碗中的滾動，來回高度差不多？
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將過程引導至加速度、時間變化量、速度變化量、重力
  
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====參考影片====
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===活動二：動者恆動靜者恆靜===
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====場地====
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*在室內進行課程，需準備桌椅
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====材料準備====
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*牛頓擺 一組
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====活動流程====
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#拿出牛頓擺，讓同學觀察牛頓擺的運作過程，1顆、2顆、3顆球的狀態
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#牛頓擺的運作原理
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#在過程中，延伸伽利略的實驗，討論兩者間的相同之處(位能與動能的互換)
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==探究問題==
 
==探究問題==

於 2022年9月29日 (四) 05:09 的最新修訂


原始設計者：陳亮洲

簡介：

操作滾珠實驗器材、牛頓擺…等，說明加速度、時間變化量、速度變化量、重力…等概念。


活動說明

目的

讓學生能夠實際看到等時性運動的實驗，並且熟記其原理。

原理

擺的等時性，以及週期運動

PhET

  1. Pendulum Lab_鐘擺實驗室。
  2. Energy Skate Park_能量滑板競技場。

活動一：擺等的時性

場地

  • 在室內進行課程，需準備桌椅

材料準備

  • 單擺 一組
  • 滾珠實驗器材 一副

活動流程

重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗，並讓孩子嘗試 鐘擺的高度為何來回高度差不多，珠子在大碗中的滾動，來回高度差不多？ 將過程引導至加速度、時間變化量、速度變化量、重力

參考影片

活動二：動者恆動靜者恆靜

場地

  • 在室內進行課程，需準備桌椅

材料準備

  • 牛頓擺 一組

活動流程

  1. 拿出牛頓擺，讓同學觀察牛頓擺的運作過程，1顆、2顆、3顆球的狀態
  2. 牛頓擺的運作原理
  3. 在過程中，延伸伽利略的實驗，討論兩者間的相同之處(位能與動能的互換)

參考影片

探究問題

牛頓擺中，為何拿起第一顆球放開後，只有最後一顆球會往上擺

Ans: 可以一次看兩顆，第一顆球與第二顆球質量相同，因此彈性碰撞之後速度會交換(v1=v,v2=0變成v1=0,v2=v)。接著同理，v2又變成0而v3變成v...直到最後一顆球以速度v彈起為止。

如果牛頓擺失敗，可能的原因有哪些？

Ans:
  • 線的長度不同，小球無法互相擊中質心。
  • 小球之間質量不相同

在碗裡放滾珠，為何來回高度差不多?甚麼原因導致高度有差?

Ans: 珠子的能量前後接近守恆。滾動時無法避免的摩擦力導致能量損耗。

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