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探究為什麼-從橡皮筋的拉伸學習功能的轉換
MAR 11 ,2019
<內容翻譯自PASCO智慧圖書館,轉載請註明出處>
簡介
對物體施力作功,可能使物體產生能量的變化,例如速度產生變化或高度產生變化等,若對彈性的物體作功,可能對物體產生形變量,造成彈力位能的變化。本次的活動將探討不同的彈性物體(例如:彈簧、橡皮筋、氣球……),透過無線滑車偵測受力與位移,以及無線溫度感應器偵測溫度的變化,探討功與能之間的關係
活動所需材料與設備
- 無線智慧滑車(ME-1240/ME-1241)
- 無線溫度感應器(PS-3201)
- SPARKvue軟體
- 彈簧
- 橡皮筋
- 氣球
- 支桿與基座
活動流程
PART1-對彈性物體作功
- 尋找一個可固定的支架(若無可使用PASCO的支桿與基座),將測試的彈性的物體(彈簧、橡皮筋……)一端固定於滑車的掛鉤,另一端則固定於支桿上
- 開啟無線滑車電源,並連接SPARKvue軟體
- 選擇要偵測的變數為力與位置,並建立力與位置的座標圖
- 先讓滑車處於完全靜止的狀態,將力感應器歸零,並在位置感應器的設定中向右定義為正
- 點擊開始記錄
- 緩慢移動滑車至一個端點後,再將滑車移動到原本開始的位置,並點擊停止量測
- 觀察彈性物體拉伸與回縮的過程中,座標圖曲線的變化
PART2-彈性物體的溫度變化
- 開啟無線溫度感應器,並連接至SPARKvue軟體
- 將無線溫度感應器放置於氣球的表面
- 點擊開始測量,觀察目前表面的溫度
- 逐漸拉伸氣球,觀察過程中溫度的變化
- 點擊停止測量
問題討論
- 在PART1實驗中,要如何從力與位置關係圖中觀察作功的大小?
- 在PART1實驗中,觀察彈簧拉伸與回縮的過程,滑車作功的大小有沒有一致?若更換成橡皮筋的拉伸與回縮,結果又有什麼不一樣?
- 在PART2實驗中,拉伸氣球的過程裡溫度有什麼變化嗎?從粒子的關點要如何解釋溫度變化的現象
- 綜合PART1與PART2實驗,可以得到什麼結論?