動能與位能的定義是什麼?分別受哪些因素影響?
🔑 參考答案
動能是物體因運動而具有的能量,大小與質量成正比、與速度平方成正比;重力位能是物體因所在高度而具有的能量,大小與質量、重力加速度、高度成正比。
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:雲靜飛車在高處下滑時速度越來越快,到達最低點時速度最快,這牽涉到位能與動能之間的轉換。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

雲靜飛車在高處下滑時速度越來越快,到達最低點時速度最快,這牽涉到位能與動能之間的轉換。這一節,我們要透過模擬實驗,探究動能、位能與能量守恆的關係。
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「Playground」場景,將滑板者放置在軌道上不同高度處。
開啟「Bar Graph」或「Pie Chart」顯示能量的選項,觀察動能、位能與總能量的變化。
讓滑板者從高處滑下,觀察滑板者滑動過程中動能與位能如何互相轉換,並記錄不同位置的動能、位能數值。
開啟摩擦力選項,觀察有摩擦力時總力學能是否守恆,並思考能量的流向。
思考:滑板者在軌道最高點與最低點時,動能與位能分別如何變化?
🧪 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!
| 滑板者位置 | 高度 | 動能 | 位能 | 總力學能 |
|---|---|---|---|---|
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!
動能與位能的定義是什麼?分別受哪些因素影響?
動能是物體因運動而具有的能量,大小與質量成正比、與速度平方成正比;重力位能是物體因所在高度而具有的能量,大小與質量、重力加速度、高度成正比。
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 💪
使用模擬工具觀察滑板者滑動過程,動能與位能如何互相轉換?
滑板者從高處滑下時,位能逐漸轉換為動能,速度越來越快;滑板者滑到低點後再往上爬升時,動能逐漸轉換回位能,速度變慢。
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 💪
力學能守恆定律的內容是什麼?在什麼條件下成立?
力學能守恆定律指出,在沒有摩擦力等阻力(只有重力作功)的情況下,物體的動能與位能可以互相轉換,但總力學能(動能+位能)保持不變。
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 💪
生活中有哪些能量轉換與守恆的應用例子?
例如雲靜飛車利用高低落差轉換動能與位能、盩韏韣擺動時動能位能互相轉換、水力發電利用水的位能轉換為動能再轉換為電能等。
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「Energy Skate Park: Basics」開啟摩擦力選項,比較有無摩擦力時總力學能的變化,並嘗試解釋摩擦力消耗的能量轉換成了什麼形式的能量。
最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!
這次實驗後,我對動能、位能與能量守恆有什麼新的理解?
雲靜飛車設計時會利用最高點儲存足夠的位能,使其在後續軌道能轉換為足夠的動能以完成整個路線;盩韏韣的擺動也是動能與位能不斷互相轉換的過程,設計時需考量摩擦力與空氣阻力造成的能量損失。
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 💪
你認為雲靜飛車、盩韏韣等遊樂設施的設計,如何應用能量守恆的原理?
💡 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。