運動獨立性

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一個鋼珠從高處靜止釋放沿軌道滾下,直到水平射出,探究鋼珠落地所需時間及相關運動特性。

實驗材料:

  1. 軌道及支架
  2. 鋼珠
  3. 碼表
  4. 攝影機(手機)


現象說明

影片鋼珠沿軌道滾下,直至水平射出,及至落地的過程。


探究問題

  • 2.1 鋼珠在水平數射後,水平距離對時間的關係 X(t)?
  • 2.2 鋼珠在水平數射後,垂直距離對時間的關係 Y(t)?
  • 2.3 改變釋放高度,上述X(t)及Y(t)?
  • 2.4 不同釋放高度,鋼珠射出到落地所需時間 T(h)?
  • 2.5 不同釋放高度,鋼珠落地的水平射程D(h)?


實作項目

  • 3.1.1 規劃實驗,探究鋼珠在水平射出後,鋼珠水平距離與時間的關係X(t),改變釋放的高度,探究鋼珠水平距離與時間的關係X(t)。
  • 3.1.2 不同釋放高度,鋼珠落地之水平射程D(h)。
  • 3.1.3 分析實驗結果,包括轉化數據,以射程平方D2對釋放高度h作圖。
  • 3.2.1 規劃實驗,探究鋼珠在水平射出後,鋼珠垂直距離與時間的關係Y(t),改變釋放的高度,探究鋼珠垂直距離與時間的關係Y(t)。
  • 3.2.2 不同釋放高度,鋼珠落地所需時間T(h)。
  • 3.2.3 分析實驗結果


分析與結論

  • 4.1 能從實驗中所記錄數據與數據圖中,分析射出後鋼珠的水平運動為不受力運動,結論出可能之定性關係。
  • 4.2 能從實驗中所記錄數據與數據圖中,分析射出後鋼珠的垂直運動為受力運動,結論出可能之定性關係。
  • 4.3 能從實驗中所記錄數據與數據圖中,分析射出後鋼珠落地的水平射程與釋放高度D vs. h中,轉化後的D2 vs. h圖中得出相關物理量,結論出可能之定性關係。
  • 4.4 鋼珠滾動所造成之影響為何?如何將滾動考慮到數據分析中?


教學目標與評量

  • 5.1 能實際操作、架設實驗集結許相關數據
  • 5.2 能記錄數據、繪製圖表並作分析
  • 5.3 能分析與探究數據圖所表現之結果與理論之間的差異。