作者stampete (貓頭鳥)
看板tutor
標題Re: [解題] 國三 理化 功與能
時間Wed Nov 20 05:37:42 2013
※ 引述《peiue ()》之銘言：
: 標題: [解題] 國三 理化 功與能
: 時間: Mon Nov 18 22:42:57 2013
:
:
: 1.年級：國三
: 2.科目：理化
: 3.章節：功與能
:
: 4.題目：
: 老師說:對物體作正功就是使其能量增加,對物體作負功就是使其能量減少
: 學生問:那自由落下的石頭.重力對石頭做什麼功?
: 老師:正功
: 學生:那為什麼什麼石頭的位能在減少?
: 老師:..恩..,可是石頭動能有增加阿?
: 學生:那為什麼石頭的總力學能沒有增加?
: 你不是說作正功會使能量增加?
: 請問:上面的對話,應該有地方出了問題.請你選出正確的修正選項
: (A)自由落下的石頭,重力其實對石頭作負功,所以位能才會減少
: (B)合力對石頭做的功,只會變成動能的增加,並不是變成力學能的增加
: (C)'對物體作正功就是使其能量',這個能量指的不只是力學能,
: 而是所有能量的總和
: (D)位能減少較少,動能增加較多,其實總力學能還是有增加
: 推 jasonnn:功能定理是合力作功=動能變化 11/19 01:08
: → jasonnn:對石頭來說重力的確是做正功 11/19 01:08
: 推 jasonnn:B才是對的 位能變化是保守力作功加負號 也就是說石頭減少 11/19 01:11
: → jasonnn:的位能大小=重力作正功使石頭動能增加的大小 11/19 01:11
: → jasonnn:一力作正功 其它能量→物體動能 作負功 物體動能→其它能 11/19 01:13
: → jasonnn:所以像摩擦力作負功 就是把物體動能轉成熱能 11/19 01:14
我很同意j老師的說法，其實我一直覺得國中作功這部分的敘述應該要修正
1.作功不是給予或拿走能量，而是「轉移能量」
不然能量明明應該是守恆的，何來拿走之說呢？
我會舉像j老師的例子，摩擦力的作用是「動能→熱能」，熱量後來散失無法再用
而手推箱子作正功，其實是把「我們吃飽飯得到的能量→箱子的動能」
而課本所說的能量變化，其實大多都指「動能」
(這裡的另一種說法就是合力作功=動能變化，但是牽涉到位能時，系統問題又會浮現)
有了這個概念後，這題不牽涉系統也能在國中說明
石頭自由下落途中，重力與位移同方向，作正功
但地球沒有吃飯，是把甚麼能量轉成動能的呢？ so，答案就會出現在他們心中
力學能守恆也一併教完，呀呼！
那把物體等速提高這類題目，也可以用這個方法說明
手施力方向與物體位移相同，所以作正功「吃飽飯能量→動能」
但是物體是等速，所以動能勢必被某種力轉成其他能量了
耶斯，他們又會得到他了，就是重力搞的鬼！
這樣他們就可以在不牽涉系統情形下解決這些題目
不然我覺得在國中剛學力、剛學能量
就要講到選擇系統，對他們而言太過困難了～
希望這樣講有點幫助～
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 163.13.148.166
1F：→ condensed:所以當學生遇到矛盾不能解釋時，老師會如何處理呢？ 11/20 09:28
2F：→ condensed:或者當學生在分析力學問題時，因為混淆了內力與外力， 11/20 09:28
3F：→ condensed:導致了荒謬的結論，您會請他將正確的結果記下來即可，亦 11/20 09:29
4F：→ condensed:或者是告訴他這是特例，所以直接背起來即可呢？ 11/20 09:30
5F：→ condensed:因為就我的經驗中，除非是在學習上真正地將理化視為背科 11/20 09:31
6F：→ condensed:的學生，否則他就可能不小心發現疑惑，當一個有問題的講 11/20 09:32
7F：→ condensed:法換了一個例子卻無法適用或出現矛盾時，學生的困擾與挫 11/20 09:33
8F：→ condensed:折反而更大。所以我比較好奇，如果不從正確觀念上釐清， 11/20 09:34
9F：→ condensed:遇到這種情形的時候，會如何處理？我在學習過程中就遇過 11/20 09:35
10F：→ condensed:這種困擾，而我發現釐清之後反而豁然開朗了，當然花了不 11/20 09:36
11F：→ condensed:少力氣，而當初如果教師就能講清楚，將能節省不少時間。 11/20 09:37
12F：→ condensed:對於一個只求記下結果的學生，當然會覺得理解是輕鬆的。 11/20 09:38
13F：→ condensed:（更正：不必理解） 11/20 09:42
14F：→ condensed:對於有思考需求的學生，卻會覺得不能理解是痛苦的。 11/20 09:43
15F：→ condensed:反而形成了一種：理化怎麼這麼困難的印象。 11/20 09:44
16F：→ condensed:而我個人覺得(國中)物理教育的重點，仍應是理解而非記憶 11/20 09:46
17F：→ condensed:所以，『試題設計』所測驗的概念－即對系統的釐清－對學 11/20 09:49
18F：→ condensed:生的要求過高，應該是去避免這一類過難試題。而非保留此 11/20 09:51
19F：→ condensed:類的試題設計，卻用避開系統觀念的另類說法，來使某類學 11/20 09:52
20F：→ condensed:生易於接受。試題設計應該是受教育目標的指導，而非教學 11/20 09:53
21F：→ condensed:反過來由特殊(或冷僻、不洽當的)的試題所主導。 11/20 09:55
22F：推 webbber:我也同意j老師，位能和重力做功的觀念是相對的，不可混為 11/20 14:38
23F：→ webbber:一談 11/20 14:39
24F：推 condensed:j老師的推文我沒疑問 w老師說的我是不懂 守恆力作功和 11/20 15:01
25F：→ condensed:位能概念應該是一體兩面的 11/20 15:02
26F：→ webbber:我的意思是當討論重力做功時就不需要討論位能，討論位能就 11/20 15:29
27F：→ webbber:不會有重力做功 11/20 15:30
28F：→ condensed:w老師 您說的我同意 但也正因為這個原因 所以與B選項的 11/20 16:13
29F：→ condensed:說法是互斥的 顯然B選項裡忽略了這種區分 混為一談 11/20 16:14
30F：→ condensed:談功動能原理 就不宜再用力學能守恆來分析 因此B選項 11/20 16:15
31F：→ condensed:同時涉入兩種概念 是語意不清的 11/20 16:15
32F：→ webbber:B選項沒有語意不清吧，他是說正功->動能增加不是力學能 11/20 20:07
33F：→ webbber:力學能=位能+動能 所以不是 11/20 20:08
34F：→ condensed:的確是不清楚的 因為這兩種分析所涉及的系統不同 11/20 20:24
35F：→ condensed:具體內容，我在討論串的回文裡有提及 11/20 20:27
36F：→ condensed:若要避免誤解，較好方式是：(1)避免在同一敘述裡變換系 11/20 20:31
37F：→ condensed:統 或者 (2)清楚指出所針對的系統 11/20 20:32
38F：→ webbber:我覺得你把它想太難了，正功使其能量增加，這個能量就是動 11/21 01:52
39F：→ webbber:能，不會有其他的，所以力學能當然不是阿 11/21 01:52
40F：→ webbber:然後位能是兩者共有的，但在地球上其分配大多在質量小物體 11/21 01:55
41F：→ webbber:所以這種說法在地球上還是可以的 11/21 01:56
42F：推 KDDKDD:國中並沒有說正功是讓動能增加的原因 11/21 02:28
43F：→ KDDKDD:我覺得這題若依國中的範圍要解出來沒問題 11/21 02:29
44F：→ KDDKDD:但要去解釋題中學生的疑問 其實不夠完整 11/21 02:30
45F：→ KDDKDD:讓學生知道 系統的觀念應該還不會有太大的負擔 11/21 02:31
46F：推 condensed:正如K大所言，我不覺得這樣想會『太難』，只是把含糊的 11/21 03:40
47F：→ condensed:敘述變得更清晰而已。 11/21 03:40
48F：→ condensed:其實您的敘述已混淆了不同系統，導致前後矛盾卻不自知。 11/21 03:48
49F：→ condensed:力學能所計及的是該系統內動能與位能之總和，所以對物體 11/21 03:50
50F：→ condensed:此一系統來說，動能即為該系統之總力學能。所謂的位能若 11/21 03:51
51F：→ condensed:不指定相應系統，硬談毫無實義。換言之，重力被視為系統 11/21 03:53
52F：→ condensed:外力時，其實無相應重力位能可言。 11/21 03:55