百宏文教 BHCS
SCIENCE LAB / 理化 · 力學與能量

能量轉換與守恆實驗室

沿斜坡改變位置,追蹤重力位能、動能與摩擦產生的內能,檢查總能量帳。

國中建議 15–20 分鐘任務 → 操作 → 紀錄 → 挑戰

今天要學會什麼

先備知識
高度、速度、功與焦耳
學習目標
比較位能下降與動能上升;把摩擦轉出的內能納入守恆;區分機械能守恆與總能量守恆
使用方式
各校版本進度不同,請依單元選用。先接任務,再只改一個變因;至少保留兩筆可比較的紀錄。

引導任務

自由探索:先固定其他條件,只改一個變因。

01 / EXPLORE

研究工具箱

調整實驗條件
查看圖像與結果 ↓

選好條件後按「開始觀察」。

02 / OBSERVE

圖像與觀察結果

選好任務或設定條件後,按「開始觀察」。

操作後,這裡會說明模型結果。

請設定條件,然後操作並觀察。

03 / RECORD

我的實驗紀錄

紀錄只保留在本機。

本次模型條件與觀察依據
#條件結果解釋
尚無紀錄

常見迷思

有摩擦時機械能可以減少,但把系統內能納入後,總能量仍相同。

04 / CHECK

三題學習檢核

1. 摩擦使動能比理想值少,能量主要轉為?
2. 無摩擦、相同高度由靜止滑下,質量加倍,底部速度?
3. η=100%時,本頁的位置滑桿代表?

模型限制與教師提示

物體由靜止出發。以固定比例η描述沿程損耗,不是摩擦係數μ,也不是完整接觸力模型。η=100%僅表示指定位置的準靜態能量極限,不能解讀為物體會自行滑到該位置;位置由使用者指定,沒有求運動時間。

給老師的比較任務與判讀

讓學生直接操作並留下第一筆觀察,再只改一個條件完成第二筆;要求學生指出哪些數據支持自己的解釋,以及模型不能支持什麼。

公式:E₀=mgH;位能=mgH(1−s);內能=mgHsη;動能=mgHs(1−η);v=√(2gh下降(1−η))。g=9.8m/s²。

參考概念來源:OpenStax:能量守恆。本頁文字、題目與示意圖為自編,簡化規則依本頁限制解讀。

接著學

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