數位輔助科教實作-振盪的探究實驗: 實驗一單擺

曾賢德
國立東華大學
sdtzeng@gms.ndhu.edu.tw
「領域:力學」
「領域:實驗方法與技能」
「對象:國中(含)以下」
「對象:高中」
「對象:大一」
「類型一:教案」
「類型一:教具」
「類型二:實驗–實驗室實驗」
摘要內容
本教材以高中、大學為主要對象,以振盪現象為科學探究主軸,開發一系列可供動手操作的實驗,並結合數位化工具,可進行更好的定量紀錄分析及更深入的探究。實驗器材方面使用智慧型手機及Phyphox程式,讀取加速度感測器、陀螺儀、磁場感測器之訊號,結合雷射切割木板支架與容易取得的實驗零件,進行幾個振盪相關實驗。希望能啟發及引導學員將數位科技運用於科學探究上,並強化數據分析能力。
完整之教材內容共有四個實驗主題,包含單擺、簡諧運動、扭擺、耦合(威伯福斯擺、板彈簧振盪與耦合)。
本教材為實驗主題一「單擺」實驗,包含以下子實驗:
實驗 1A: 測量單擺週期T與繩長s的關係
實驗 1B [自選探究實驗]: 探究擺錘質量是否影響週期
實驗 1C: 以手機測量擺動週期
實驗 1D [自選探究實驗]: 探究振幅是否影響週期
實驗 1E [進階]: 複擺實驗-由週期與力臂距離關係得到轉動慣量
其他實驗主題請見其他講義雲端資料夾。

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