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Jul.12.2023

三個實驗突顯了如何透過 Vernier Graphical Analysis® Pro 提升物理學習

分類主題:研究報告適用範圍:高中、大學

能量、加速度和簡諧運動只是學生需要學習的幾個重要物理原理,而使用 Graphical Analysis Pro 應用程式結合我們的 Go Direct® 感應器可以幫助將這些抽象的科學概念變得生動活潑。

該應用程式的一些功能靈感來自我作為高中物理教師的經驗。例如,我很希望能夠與學生進行即時數據共享並使用快速傅立葉轉換(FFT)。

Graphical Analysis Pro 也提倡普及性,這對老師和學生來說都很好。該應用程式可在各種設備和平台上運行,包括 Chromebooks™、手機和 iOS。

我將分享三個非常適合動手做物理學習的實驗。雖然這些實驗沒有具體提到 Graphical Analysis Pro,但它們提供了將該應用程式融入教學的絕佳機會。

 

"拋球的能量"

這個實驗來自我們的《基礎物理實驗手冊》需要使用 Go Direct 線性運動感應器。這個實驗也讓學生有機會使用 Graphical Analysis Pro 中的用戶自定義計算列功能。

具體而言,學生可以使用自定義計算進行進階曲線擬合;他們只需建立一個看起來像在教室上使用的能量方程的計算列。

「拋球的能量」還給學生提供了在 Graphical Analysis Pro 中使用數據共享功能的機會。例如,你可以進行一個現場的拋示範,然後將測量到的運動數據與全班共享。之後,每個學生都可以使用共享的數據,結合 Graphical Analysis Pro,個別計算運動的動能和重力位能。

該實驗的目標包括:

  • 測量球在自由落體運動中動能和重力位能的變化。
  • 觀察球在自由落體過程中總能量的變化。

 

"簡諧運動:運動學與動力學"

 

這個實驗(來自我們的《進階物理實驗手冊—力學篇》)是一個很好的選擇,可用來介紹學生使用 Graphical Analysis Pro 中的使用者自定義曲線擬合功能。學生將根據位置與時間圖表的參數,為速度與時間圖表建立自定義曲線擬合。

與「拋出球的能量」一樣,這個實驗可以使用 Go Direct 線性運動感應器。實驗的目標包括:

  • 收集物體在懸掛在彈簧上進行簡諧運動時的位置與時間數據。
  • 確定物體進行簡諧運動的位置與時間圖表的最佳擬合方程。
  • 在簡諧運動的背景下,定義振幅、偏移量、相位差、週期和角頻率這些術語。
  • 預測對應的速度與時間圖表以及加速度與時間圖表的特性,並產生這些圖表並為它們找到最佳擬合方程。
  • 找出關聯於進行簡諧運動的系統的淨力和加速度。

 

"誤差分析"

 

你可以輕鬆地將 Graphical Analysis Pro 中提供的進階圖表類型(例如直方圖)融入到這個實驗中(同樣可以在我們的《進階物理實驗手冊—力學篇》中找到)。「誤差分析」也讓學生有機會了解實驗數據的變化。

在這個實驗中,學生使用 Go Direct 光電閘來:

  • 確定一個自由落體物體的加速度值。
  • 將他們的值與這個物理量的接受值進行比較。
  • 學習如何描述和解釋一組測量數據的變化。
  • 學習如何描述一系列實驗數值的範圍。

 

如果你想探索更多 Graphical Analysis Pro 如何提升動手做物理學習的方法,我們樂意提供幫助!只需聯繫我們,發送郵件至 support@calculator.com.tw或撥打02-23822027。

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