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國三上理化⏱ 約 20 分鐘PhETEb-IV-8

1.4 加速度與等加速度運動

任務簡報:汽車從靜止加速到高速公路速限的過程中,速度隨時間穩定增加,這就是等加速度運動的例子。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

汽車從靜止加速到高速公路速限的過程中,速度隨時間穩定增加,這就是等加速度運動的例子。這一節,我們要透過模擬實驗,探究加速度的定義與等加速度運動的規律。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Moving Man

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)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇「Charts」畫面,設定人偶的初速度與加速度(正值表示加速、負值表示減速)。

  2. 2

    讓人偶開始運動,觀察位置-時間圖(呈拋物線)、速度-時間圖(呈直線)的變化。

  3. 3

    記錄不同時間點的速度數值,計算相鄰時間點間的速度變化量,驗證加速度是否維持定值。

  4. 4

    調整加速度大小,比較加速度越大時,速度增加的快慢有何不同。

  5. 5

    思考:等加速度運動的位置-時間圖與速度-時間圖,各自呈現什麼樣的圖形?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:時間 約 0~10000;速度 約 0~1000;相鄰時間速度變化量 約 0~1000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

時間速度位置相鄰時間速度變化量
4

探究關卡

小欣老師

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!

探究 1觀察與定題

加速度的定義與計算公式是什麼?其單位為何?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

加速度是速度對時間的變化率,公式為a=Δv/Δt(Δv為速度變化量,Δt為時間變化量),國際單位為公尺/秒平方(m/s²)。

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 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具測試等加速度運動時,相鄰時間點的速度變化量是否相同?這說明了什麼?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

在等加速度運動中,相鄰的相等時間間隔內,速度的變化量會相同,這說明加速度維持定值。

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 💪

探究 3分析與發現

等加速度運動的位置-時間圖與速度-時間圖分別呈現什麼形狀?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

等加速度運動的位置-時間圖呈拋物線(開口方向視加速度正負而定);速度-時間圖則呈一條斜直線,斜率即為加速度。

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 💪

探究 4討論與傳達

生活中有哪些等加速度運動的例子?請舉例說明。

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如汽車起步加速、自由落體運動、電梯啟動與煞停等,都是生活中常見的等加速度(或近似等加速度)運動。

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 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:模擬煞車減速過程 ▶

使用 PhET「Moving Man」設定一個負加速度(減速)情境,模擬汽車煞車減速至停止的過程,並記錄減速所需的時間與位移,計算平均加速度。

phet.colorado.edu · The Moving Man(經典版) 🔎 放大操作
這是經典版模擬,首次載入約需 10~20 秒,請耐心等候;如果空白或卡住,點「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
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反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對加速度與等加速度運動有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

了解加速度概念有助於理解車速越快、煞車距離越長的原因,進而提醒駕駛人保持安全車距與適當車速,避免交通事故發生。

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 💪

反思 2學習反思

你認為了解加速度的概念,對於行車安全(如煞車距離)有什麼幫助?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 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 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

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。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏