物理國三上學期功與能

BOUNDLESS CONCEPT NOTE

功、動能與位能：能量在高度與速度之間交換

讓小車沿軌道滑動，觀察位能、動能與摩擦耗散的即時比例。

回到圖鑑操作模型本頁含 2 題例題與解答
Ek+Ug=constantE_k+U_g=\text{constant}

重點解答

功、動能與位能的核心觀念是什麼？

高度下降，速度上升：無摩擦時，減少的重力位能等量轉成動能。

摩擦把機械能轉成內能：總能量仍守恆，但可用的機械能逐漸降低。

LEARNING GOALS

操作之後，應該能說清楚這三件事

  1. 01計算重力位能與動能
  2. 02說明機械能轉換
  3. 03判斷摩擦造成的能量耗散

CORE IDEAS

先建立判斷，再進入計算

高度下降，速度上升

無摩擦時，減少的重力位能等量轉成動能。

摩擦把機械能轉成內能

總能量仍守恆，但可用的機械能逐漸降低。

Wf=ΔEmechW_f=\Delta E_{\rm mech}

TWO EXAMPLES

兩題把觀念轉成可檢查的步驟

例題 1

由高度求速度

物體由高 5 m 處靜止滑下，忽略摩擦，底部速度約多少？

mgh=12mv2mgh=\frac12mv^2
展開解題步驟
  1. 質量可約去。
  2. v=√(2gh)。

答案約 9.9 m/s。

例題 2

求重力位能

2 kg 物體位於基準面上方 3 m，位能多少？

U=mgh=2(9.8)(3)U=mgh=2(9.8)(3)
展開解題步驟
  1. 選定基準面。
  2. 代入質量與高度。

答案58.8 J。

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