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23 能量轉換趣味教具──雙珠競走(資料來源:蔡振明講師)

能源教具教學專區 / 2023-09-14 / 點閱數: 253

 

趣味能源科學動手做教室

能量轉換趣味教具──雙珠競走

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教學對象

三至九年級

材料

擺線教具(如照片)本教具設計者:朱慶琪教授

操作過程

  • 把鐵珠放在彎曲程度不同、但斜率相同的線上,比較鐵珠在哪條線的速度最快?
  • 如果簡化為斜率相同的兩條線呢?

科學原理

  • 擺線(cycloid):一個圓進行等速率運動時,圓上固定一點的軌跡稱為擺線。擺線具備最速降線(brachistochrone)性質。
  • 最速降線:斜率相同的情況下,速度最快的下降線。擺線的『最速降線』性質是數學家白努利J.Bernoulli, 1654~1705年,瑞士人在1690年發現的,提出白努利原理的D.Bernoulli則是他的姪兒。

實作方式或思考問題舉例

  • 實際操作本教具。
  • 擺線的定義是:一個圓進行等速率運動時,圓上固定一點的軌跡稱為擺線。這個定義聽起來實在很抽象,我們說具體一些:上圖的等時擺(取自長庚大學格物致知網站),擺的軌跡是一條擺線嗎?為什麼

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  • 什麼是斜率?請嘗試解釋一下。

教學評量

教師可依教學現場狀況進行實作、紙筆、口語問答等評量

 

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成語隨時背

ㄉㄨㄥ ˋ ㄓㄨ ˊ ㄒㄧㄢ    ㄐㄧ   
表示能清楚地預見事情先兆。(洞,副詞,透徹地;燭,動詞,照見)意同「洞燭幽微」。

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