置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2011年6月3日

摩擦力的虛擬實驗

以摩擦力這個單元來說,在國中要做出很好的定量實驗來證明摩擦力的理論,是相當困難的事情。所以PhET就派上用場了。我覺得PhET在理化上的應用,並不在於取代真實的實驗,而是在面對一些很難做好的實驗,或者是一些抽象觀念時,可以派的上用場。

課程講義在此

也就是說,能真的做實驗,就來做。實驗很難做的話,又不打算(或沒時間)進行改良實驗的教學的話,那就可以用PhET來輔助。

要說明摩擦力觀念,可以利用PhET/物理/一維空間中的作用力,這個單元。在這邊可以很輕易的設定影響摩擦力的諸多因素,並且很精準的觀察到靜摩擦力和動摩擦力。所以教師可以利用這個軟體來進行摩擦力、力、合力等觀念的說明。

我採取的方式,是用實際的物體先說明如何觀察到摩擦力、觀察靜摩擦力的大小、最大靜摩擦力可能受哪些因素的影響。然後再利用軟體來做更精準的說明。接著就讓學生作實驗來證明剛剛的論點。

在這個軟體的設計中,可以改變的變因有質量、摩擦力係數和重力。其中質量和重力兩個因素加起來,其實就是物體的重量;摩擦係數就是兩物體表面的性質決定的。最後歸納起來,就是物體表面的性質和正向力兩個因素在影響最大靜摩擦力。


寄件者 PhET虛擬摩擦力



這軟體因為可以直接輸入施力的大小,所以可以很精準的抓到最大靜摩擦力。例如輸入147N,不會動、148N就動起來的話,就代表最大靜摩擦力介於這兩個值之間。


寄件者 PhET虛擬摩擦力


這方法還是一位同學試出來的,非常棒!


寄件者 PhET虛擬摩擦力


另外關於摩擦力,mythbuster曾經做過一個很有趣的實驗,就是把兩本電話簿疊起來看看要花多大的力量才能拉開,結果最後很誇張的動用了兩台戰車。(其實四台轎車,或者兩台轎車和一個牆壁就可以了)

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