動手學科學/物質科學I/動位能轉換(一)

出自 全民科學平台
於 2019年11月17日 (日) 13:13 由 張又懿 (對話 | 貢獻) 所做的修訂 (單擺)
前往: 導覽搜尋


課程目標

用簡單的實驗與勞作,加上生活中的體驗,讓同學們了解物理中的重心、動能、位能、加速度。

先備知識

  1. 重心是什麼?
  2. 什麼是動能?
  3. 什麼是位能?
  4. 動位能轉換與能量守恆

原理

玩具結構:

  1. 前腳的身體
  2. 能轉動的後腳



  1. 一個如膠囊狀中空的滾體,內部置有一顆密度較大的金屬球;滾體兩側有兩個樞軸,以使滾體可以沿著此主軸自由翻滾動。
  2. 滾體可在具鋸齒狀之傾斜的木製軌道上,靠樞軸在該軌道上自主的翻滾下降。
  3. 翻滾運動的特徵在於滾體繞著兩個樞軸中的一個交替旋轉,同時滾體從一側滾動到另一側。

下坡原則

  1. 「後重心」原則:物體的重心在前腳的後面,靠近後腳,但不能超過後腳。
  2. 「有限轉動」原則:後腳可以往前、往後轉動,但是轉動角度在一定的範圍內。當後腳往前轉動,會碰到前腳而停止;而往後轉動則會撞到位於S點的木栓而停止。
  3. 「腳掌圓弧」原則:前、後腳的「腳掌」是圓弧形的,不是平的。平的腳掌很難成功。
  4. 運動過程以腳掌為「支點」,隨著下坡的運動過程,前腳、後腳交替接觸斜坡,支點也隨之改變。

相關物理

動能
 PE = mgh
位能
 KE = 1/2mv^2
重心
能量守恆

動手做活動

平衡鳥

下坡玩具

動能

 PE = mgh

位能

 KE = 1/2mv^2

探究問題

  1. 生活中有什麼地方能看到能量的傳遞?
  2. 生活中的平衡現象
  3. 為什麼平衡鳥只需要一個支點,就能好好的站著?
  4. 移動兩支牙籤改變其夾角,要如何才能平衡?
  5. 提高a牙籤上的黏土位置是否會影響平衡?
  6. 什麼原因造成不會往下走? 
  7. 放兩顆彈珠,效果有什麼改變呢?
  8. 不能筆直走下坡時,可能的影響因素有哪些?該如何調整?

簡報檔及學習單

簡報 學習單