探究為什麼-從橡皮筋的拉伸學習功能的轉換

                                                                                                <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

1. 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

2. 開啟無線滑車電源，並連接SPARKvue軟體
3. 選擇要偵測的變數為力與位置，並建立力與位置的座標圖
4. 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
5. 點擊開始記錄
6. 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
7. 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

1. 開啟無線溫度感應器，並連接至SPARKvue軟體
2. 將無線溫度感應器放置於氣球的表面
3. 點擊開始測量，觀察目前表面的溫度
4. 逐漸拉伸氣球，觀察過程中溫度的變化
5. 點擊停止測量

問題討論

1. 在PART1實驗中，要如何從力與位置關係圖中觀察作功的大小?
2. 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?
3. 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
4. 綜合PART1與PART2實驗，可以得到什麼結論?

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