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物理應用
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  • 圓周運動
  • 力與運動(第五冊第二章第四節)
  • 圓周運動
  • 40分鐘
  • 林瑞文老師
  • 一、 觀察鋼珠自圓桶中脫離的軌跡,以確定物體做等速率圓周運動時的速度方向。
    二、 利用圓周運動的實驗,讓學生理解物體進行圓周運動時,需要向心力。
    三、 利用圓周運動的實驗,學生能理解物體失去向心力後,會沿切線方向飛出。
  • 鋼珠(直徑1cm)、塑膠圓桶、麵粉、A3影印紙、湯杯、尖錐、鉛筆、尺
  • 一、 事先在桌面鋪設報紙,並用膠帶將A3影印紙黏貼固定。
    二、 麵粉可分裝在小杯中,便於拿取。
    三、 可另備抹布清理環境。
  • 檔案下載
    教案-圓周運動.pdf | 圓周運動PPT.pdf |
  • 時間 教學活動流程 教學資源
  • 5分鐘
    一、 生活連結與預測
    1. 引起動機:
    讓學生觀看西部牛仔的影片,觀察並思考牛仔的動作與繩圈的軌跡。 (https://www.youtube.com/watch?v=I-2k8yaIxI8)
    2. 生活連結:分享坐旋轉型遊樂設施時或是坐在車中急轉彎的生活經驗。
    3. 舊課程回顧:
    複習牛頓第一運動定律,牛頓第二運動定律的基本概念。
  • 10分鐘
    二、 操作與觀察
    1. 依據操作步驟進行圓周運動實驗與觀察。
    2. 使用的鋼珠尺寸愈大效果愈明顯。
    3. 在操作鋼珠作圓周運動的人,須與負責灑麵粉的人作好搭配。
    4. 調整桌面材質,降低桌面與鋼珠間的摩擦力,較容易成功。
    影片觀賞
  • 10分鐘
    三、 原理說明
    1. 鋼珠受到圓桶壁造成的正向力,為提供鋼珠作圓周運動之向心力主要來源。
    2. 將圓桶拿開之後,在垂直於鋼珠的運動方向上,合力為零(無向心力),故無法使鋼珠改變運動方向,而沿圓的切線方向作直線運動。

    將圓桶拿開之後,在垂直於鋼珠的運動方向上,合力為零(無向心力),故無法使鋼珠改變運動方向,因而沿著圓的切線方向作直線運動。
  • 15分鐘
    四、 問題與討論
    1. 改變鋼珠質量,是否在拿開圓筒之後,使得鋼珠作不同的運動?
    解答:否,一樣會沿切線方向作直線運動,但會影響容易使鋼珠作圓周運動與否。而鋼珠尺寸愈大則效果愈明顯。
    2. 改變鋼珠作圓周運動的旋轉半徑,探討在圓周運動中造成的影響?
    解答:鋼珠作圓周運動所需之正向力會改變,會影響使鋼珠作圓周運動的難易程度。
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