作功的定義與條件是什麼?什麼情況下施力不作功?
🔑 參考答案
作功的定義為施力與物體沿施力方向的位移的乘積;若施力方向與位移方向垂直,或物體沒有位移,則此力不作功。
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:同樣把一箱貨物搬到二樓,用電梯和用人力搬運所花費的時間不同,這牽涉到功率的概念。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

同樣把一箱貨物搬到二樓,用電梯和用人力搬運所花費的時間不同,這牽涉到功率的概念。這一節,我們要透過模擬實驗,探究功與功率的意義。
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,選擇一個物體放置於斜面上,設定斜面角度與摩擦係數。
施加一個力將物體沿斜面推動一段距離,記錄施力大小與物體移動的距離。
觀察模擬中顯示的「功」(Work)數值,並確認其是否等於施力與位移(沿力的方向)的乘積。
嘗試改變施力方向與位移方向的夾角,觀察功的數值如何變化(尤其當施力垂直於位移方向時)。
思考:如果用力推物體,但物體並未移動,是否有作功?
🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):
這個平台不開放直接嵌入(放進來會是空白),請點按鈕在新分頁開啟:

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!
| 施力大小 | 位移距離 | 施力與位移夾角 | 計算所得功 |
|---|---|---|---|
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!
作功的定義與條件是什麼?什麼情況下施力不作功?
作功的定義為施力與物體沿施力方向的位移的乘積;若施力方向與位移方向垂直,或物體沒有位移,則此力不作功。
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施力角度時,功的數值如何變化?
當施力方向與位移方向的夾角增加時,作功的量會減少(依cosθ計算),當夾角為90度時作功為零。
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 💪
功率的定義與計算公式是什麼?
功率的定義是單位時間內所做的功,公式為P=W/t,表示做功的快慢程度。
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 💪
生活中有哪些功與功率的應用例子?
例如電梯以強大功率快速將人載至高樓層、抽水馬達的功率決定抽水速度、汽車引擎功率影響加速表現等。
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「The Ramp」比較相同的功在不同時間內完成時,功率的差異,並嘗試解釋為什麼電動代步工具(如電梯、手扶梯)常強調功率而非只看作功量。
最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!
這次實驗後,我對功與功率有什麼新的理解?
選購電器時,功率越大代表該電器單位時間內能完成的工作量越多(如馬達轉動更快、幫浦抽水更快),但也可能伴隨更高的耗電量,需綜合考量效率與使用需求。
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 💪
你認為選購電器(如馬達、幫浦)時,功率的大小代表什麼意義?
💡 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。