教育 物理

水平拋射與自由落體

Print Friendly and PDF
撰文者:張宇靖
發文日期:2016-04-19
點閱次數:3151
  • 十幾年前參加物理教學及示範研討會,開始接觸教具製作,十年前負責高中物理學科中心業務,以推廣演示教學為重點工作。陸續接觸到很多教具的開發、製作,也收集了很多教具。但是有許多的教具製作困難,需要很好的工藝技術及經驗,而且做好後需要很多空間收藏。要推廣有點困難,老師們上課使用的機會也不多。因此開始找一些隨手可用的材料製作教具,這些教具使用過後如果不保存起來,下次要用時還可以很快的再做一個。這樣就可以方便的運用在教學上了。

    前些日子主編找我,希望能做一個高中物理教學用的教具介紹專欄。盛情邀約下,挑選了幾個簡單的教具預定陸續在此分享,請各位讀者不吝指教。因大多已不記得是看誰表演過,或在哪本書上看過,如有遺漏未提,敬請見諒,並來函指正。

    一、水平拋射與自由落體
    ※需要的材料:30cm鋼尺一支、硬幣2個、厚紙一張。
    ※製作說明:
    1.     找一張包裝盒的厚紙板,如圖1畫線。
    2016061

    2. 剪下畫好的長方形,再將其中的實線剪開。剪好後將虛線彎折(如圖2)
    2016062

    3.  以膠帶將剪好的厚紙板黏好(如圖3),除背後的縫不用黏外(是要將鐵尺穿入的),其他都用膠帶黏好。
    2016063

    4. 做好的教具如圖4
     2016064 (1)

    ※操作說明:
    手持鐵尺舉高,將鐵尺彎曲後再放開(圖5),使一硬幣以平拋運動的方式彈出,而另一硬幣則自由落體掉下來,可藉由落地的聲音來觀察二者是否同時落地。操作時要注意兩個硬幣是否在同一水平面上,可多操作幾次試試。也可故意將角度改變,說明斜拋與自由落下的時間不同。
    8036a14aeda6db599e531f79e6e8f83e
     

    ※原理:
    水平拋射的物體的運動狀況,在鉛直方向的分量與自由落體是相同的。當一個硬幣彈出時,另一硬幣做自由落體運動,可由硬幣落地的聲音知道二者是同時著地。因為平拋運動的物體即使飛得再遠,其著地時間仍和自由落體相同。這個教具很容易製作,可讓學生清楚感覺到拋體運動鉛直與水平方向的分量獨立性。有使用過的老師分享,以前上課要花很多時間說明,現在只要操作一兩次,學生就懂了。

    拋體運動動畫模擬:https://phet.colorado.edu/zh_TW/simulation/legacy/projectile-motion 原文刊載於 『物理雙月刊』38卷3期 (2016/06) 下載單篇文章:http://www.hyread.com.tw/hyreadnew/search_detail_journal.jsp?sysid=00001489
     

     
回上一頁