位移與路徑長的定義分別是什麼?兩者有何不同?
🔑 參考答案
位移是指物體位置改變的向量,只考慮起點與終點間的直線距離與方向;路徑長是物體實際經過路徑的總長度,為純量。
自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!
沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪
任務簡報:跑步機上原地跑步時,儘管跑者移動的路徑長很長,但位移卻幾乎為零,這說明了位移與路徑長是不同的物理量。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

跑步機上原地跑步時,儘管跑者移動的路徑長很長,但位移卻幾乎為零,這說明了位移與路徑長是不同的物理量。這一節,我們要透過模擬實驗,探究位移與路徑長的差異。
先把 5 個步驟讀完,再動手做!
💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。
🧑🏫 操作指導語(請依序完成)

進入模擬後,選擇「Intro」畫面,將人偶移動到起始位置(例如座標0公尺)。
讓人偶向右移動到某個位置,記錄其位移(起點到終點的直線距離與方向)。
讓人偶先向右移動一段距離,再向左移動回到原點,記錄整個過程的路徑長與位移。
比較步驟2與步驟3中,位移與路徑長的數值是否相同。
思考:如果人偶最後回到起點,位移會是多少?路徑長呢?
🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!
| 移動路徑描述 | 位移(含方向) | 路徑長 | 兩者是否相等 |
|---|---|---|---|
用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!
位移與路徑長的定義分別是什麼?兩者有何不同?
位移是指物體位置改變的向量,只考慮起點與終點間的直線距離與方向;路徑長是物體實際經過路徑的總長度,為純量。
自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!
沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪
使用模擬工具測試不同移動路徑,位移與路徑長何時會相等?何時不相等?
當物體沿直線朝同一方向移動時,位移的大小會等於路徑長;當物體改變方向或折返移動時,位移的大小會小於路徑長。
自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!
沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪
如何運用座標系統(如數線)描述人偶的位置變化與位移?
可以將人偶的位置對應到數線上的座標值,位移即為終點座標減去起點座標(帶有正負號表示方向)。
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生活中有哪些情境的位移與路徑長不同?請舉例說明。
例如繞操場跑一圈回到起點,位移為零但路徑長等於操場周長;在跑步機上原地跑步,位移接近零但路徑長可能很長。
自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!
沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪
還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!
使用 PhET「Moving Man」設計一個來回移動三次的路徑,計算最終的位移與總路徑長,並嘗試找出位移與路徑長何時會出現最大差距。
最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!
這次實驗後,我對位移與路徑長的差異有什麼新的理解?
描述最終位置變化或計算平均速度時適合使用位移;描述運動過程中經過的實際距離(如里程數、油耗估算)則適合使用路徑長。
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你認為在描述物體運動時,什麼時候使用位移比較恰當?什麼時候使用路徑長比較恰當?
💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!
自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!
沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪
跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。