功與機械能怎麼學?一個影片就看懂

2020.06.30 (更新 2020.07.15)

by 洋蔥學院 (洋蔥學院)

功與機械能怎麼學?一個影片就看懂

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雖然為探究實驗的題目演練分析,題目掌握重點、過程講評清晰、關鍵字強化、動畫輔助聚焦,就算沒作實驗學生也可以從中學習探究實驗設計。

功與機械能   

探究影響動能大小的因素:https://www.bilibili.com/video/BV1B7411G735?p=2

這段影片屬性屬於中考練習,並非實作。雖然為探究實驗的題目演練分析,題目掌握重點、過程講評清晰、關鍵字強化、動畫輔助聚焦,就算沒作實驗學生也可以從中學習探究實驗設計。

本單元主題:

1、探究影響動能大小的因素

2、運用位能(勢能)與動能轉換進行實驗設計。

3、應用問題解決能力改良實驗。

4、能解釋生活中的例子。

對應課綱:

Ba-IV-1 能量有不同形式,例如動能、熱能、光能、電能、化學能等,而且彼此之間可以轉換。孤立系統的總能量會維持定值。

Ba-IV-7 物體的動能與位能之和稱為力學能,動能與位能可以互換。

本實驗用到了控制變量法、轉換法,影片的架構為原理方法、實驗操作、數據分析、結論應用、實驗變形等五個流程。

一、原理與方法

以小陽的實驗設計為例進行分析,此實驗應變變因為木塊滑行距離。動能不容易直接測量,因此通過觀察木塊滑行距離的大小來判斷鋼球具有的動能大小,這是轉換法。此外,實驗設計上以小球在斜面上的高度(位能)來改變小球水平速度,也是轉換法應用。

在控制變量(控制變因)的部分,探究誰就改變誰,而那個誰,就是實驗的操縱變因。只有操縱變因可以更改,控制變因不能變動,這是探究變量法。

二、實驗操作

題目是典型的實驗問題解決,乍看都可以的三個選項,但必須回到原本的第二題設計,了解實驗原本的目的,在不影響控制變因下對實驗設計進行修正。經過分析就能知道,換更輕的鋼球才是最合適的方法,與回應控制變量法對操縱變因的要求。

解決了第三題木塊滑行距離太長的問題,又拋出木塊滑行距離太短的狀況。在問題相扣的情況下,第四題得運用前面所對應的知識,從速度、質量著手,增加動能,進行開放型的回答。

三、數據分析與結論應用

得到正確結論後,生活中要如何應用呢?為什麼汽車要訂速限?為什麼大小車的速限不同?

將學到的動能與生活上的速限作對照,這是學習的關鍵。

四、實驗變形

實驗變形題是學生是否能靈活運用的關鍵之一。例如改變小球獲得速度的方式,考驗能否知識活用,以此類推、舉一反三。

學生忽略的重點 

問題解決並非只解決眼前問題,還必須回到原本的實驗設計,了解實驗原本的目的,才能在不影響控制變因下對實驗設計進行修正。

實驗獲得的結論不是紙上談兵,除了要能解答生活情境問題,融會貫通;也要能針對變形題目,從實驗設計角度理解其中的變化,舉一反三。

在家可以這樣學 (延伸思考)

實驗材料準備不難,亦可以親自在家中作實驗,記錄結果。或許還會出現題目設計沒有的狀況,考驗問題解決能力。

除了道路安全訂速限之外,尋找更多跟動能有關的生活體驗,並思考這些事又對我們有什麼啟發。例如:高空落下的物品,為何能把汽車車頂擊穿?高速飛行的棒球,為什麼打到玻璃窗會破裂?為什麼走廊不能奔跑?減少動能,可以減少撞擊時可能產生的傷害。

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