朝會 

◇兩種學生類型

□不擅物理的人大致可分為兩種類型。

 

迷惘型

□想照課本編排順序來理解所有內容。

「力矩?內分比?外分比?」

課本上畫滿了紅圈和紅線。

但什麼也不懂。

一聽到「物理」二字就頭痛想吐。

毅力型

□就算是是花了時間,卻拿不到分數。

唸書唸得好辛苦。

「我只是毅力不足!」

再加把勁。啊,好累

 

◇流程圖與三步驟解法

□迷惘型與毅力型的問題癥結相同,原因都是看不到目標終點,所以不知道哪裡重要,哪裡不重要

本書便是通往解題終點的流程圖,教你如何用三步驟抵達終點。為了幫助理解,本書中使用大量插圖輔助說明,所有插圖都來自我平時幫助學生理解講課內容的心得。請詳讀本書,取得解題法的流程圖吧。

 

本書架構

□本書分為正課與補充。

 

物理I的出題模式,不脫離「1等加速運動題」「2運動方程式題」「3能量題」三者。就只有三種!而其中最重要的就是「2運動方程式題」。包含於「運動方程式」中的「壓力與浮力」和「力矩」(旋轉力)也經常出現在試題中,因此納入補充範圍。

基本上我希望讀者能照順序閱讀,但若看不懂第一堂課的人,請別擔心,繼續閱讀最重要的第二堂課,必能逐漸體會物理的趣味。

 

 

前言 

□有一艘太空梭。

 

※「艦長!有隕石正在接近本艦!」

※「呵、呵、呵。別緊張。只要算出速度與加速度,就能預測隕石的位置了。」

 

當第一堂課結束之後,你也能像艦長一樣,預測物體的位置。

 

*掌握v-t圖!

○三種基本運動

□我們日常生活中所接觸的運動,皆屬於三大模式之中。大多運動由這三種運動組合而成。

 

1靜止

□無論時間經過多久,都不會離開原地的運動。圖中的「t」代表「時間」(timet)。

 

2等速運動

□以相同速度持續活動的運動。每經歷一段相同時間,就會移動相同距離。圖中的「箭頭」表示「速度」。

 

3等加速度運動

□以一定比例改變速度的運動。隨時間經過,移動距離也會改變。圖中的「粗箭頭」代表「加速度」。

 

○三種圖表

□接著以圖表來表示三種運動。

 

1  x-t圖(距離-時間圖)

x-t圖的縱軸為移動距離x,橫軸為經過時間t。此圖表示經過單位時間(往圖右側前進)之後,會移動多少距離。

□在此先來確認速度公式。

公式  (公式)(速度v=距離x÷時間t

□所謂速度,乃表示一秒鐘所移動的距離x。小學就已經學過下面這樣的圖。

 

2  v-t圖(速度-時間圖)

v-t圖的縱軸表示速度v,橫軸表示時間t。此圖表示速度隨時間所產生的變化情況。

□在此介紹加速度公式。加速度可寫成以下算式。

公式  (公式)(加速度a=速度v÷時間t

□由此公式可得知,加速度代表每秒鐘速度v的變化量。

 

3  a-t圖(加速度-時間圖)

a-t圖的縱軸表示加速度a,橫軸表示時間t。此圖表示加速度隨時間經過所產生的變化情況。

□關鍵在於如何將三大運動(靜止、等速、等加速)與三種圖(x-tv-t、、a-t)連在一起。下一頁整理出各種運動與對應的圖表。請確實確認。

 

*運動與圖表的總結

v-t圖定律

我們已經學了三種圖,其中最重要的就是「v-t」。其實只要觀察v-t圖就能得知移動距離x與加速度a

 

v-t圖定律

 

1  v-t圖的斜率為加速度

2  v-t圖的面積為移動距離

 

□讓我們看看為何會成立這樣的定律。

 

1  v-t圖的斜率為加速度

□為何「加速度」等於「v-t圖的斜率」?我們再看一次「加速度公式」。

 

加速度公式  (公式) (加速度=速度/時間)

 

□可見加速度等於「速度變化量」除以「時間變化量」。

也就是說,加速度a如下圖所示,等於v-t圖的斜率。

 

加速度=速度變化量/時間變化量    v-t圖的斜率

2  v-t圖的面積為移動距離

□其次我們以等速運動圖舉例,證明「v-t圖面積」等於「移動距離」。在等速度運動中,可由vx/t求出以一定速度v移動時間t之後的移動距離。

 

xvt  (移動距離=速度×時間)

 

□由此可知,移動距離(v×t)便代表下面v-t圖的面積。

 

□因此只要求出v-t圖的面積,便能求出移動距離。而且不論運動形式,在等加速運動中依然成立,但在此省略其說明。

接著我們用練習題來練習v-t圖定律的使用法。

v-t圖定律的使用法

練習題1

某班列車從A站往B站出發,如下面的v-t圖所示,從A站出發後150秒抵達B站。

 

問題該班車0~40秒的加速度為多少?

問題該班車40~10秒的加速度為多少?

問題3  A站與B站距離多遠?

問題請畫出0~150秒的x-t圖與a-t圖。

 

○四色筆123

這裡要先記住一項解題必備的事前工作。請務必準備一支四色筆(黑、紅、藍、綠)

 

四色筆123

邊看問題內文,邊以「藍色」標出關鍵的數字與符號。

關鍵名詞畫上「綠色」底線。

用「黑色」畫圖計算,用「紅色」修改解答。

 

邊看問題內文,邊以「藍色」標出關鍵的數字與符號

□用藍色圈起題目中出現的數字。本題需要三張圖,為了避免搞混,先將圖中縱軸的「v」圈起來。

 

關鍵名詞畫上「綠色」底線

□在問題1、問題2的「加速度」下畫綠色底線,並加註「斜率」。問題3的距離也一樣標綠色底線,並加註「面積」。

 

用「黑色」畫圖計算,用「紅色」修改解答

□圖畫得好不好,決定一題的生死!解題時請務必要畫圖。此時請用黑色原子筆來畫圖解題。不需要用到橡皮擦。關鍵在於保留錯誤在內的所有計算過程。

請先用原本的v-t圖來想像列車運動吧。

 

(以上摘自《桑子老師教你123解物理》,世茂出版) 

 

1,2,3,就解開了!

物理不難?而且還很有趣!

 

視覺圖像化!獨創物理123三步驟解題法

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即使日本大學物理學測考題,也能輕鬆解出!

 

桑子研老師在女校教物理,看著學生對物理頭痛,

想盡辦法發展出123三步驟解題法,

讓女生的物理也能考滿分!

從看不懂物理到愛上物理,追不上物理課程內容的高中生一定要看!

 

高中生所需要的【物理力學】都在《桑子老師教你123解物理》中:

第一堂課 奮勇向前衝  等加速度運動

第二堂課 一切的起源  運動方程式

第三堂課 能量捉迷藏  能量守恆

補充第一堂 關鍵在於壓力差! 浮力

補充第二堂 轉不動? 力矩的相互抵消

練習與附錄 練習綜合試題

 

日本大學物理學測考題都在這一本!

 

作者簡介

桑子  Ken Kuwako

1981年生,畢業於日本東京學藝大學與筑波大學研究所,現任共立女子高中物理老師。第一間教課學校就在女校,且全校只有一位物理老師。面對看到物理就感冒的女高中生們,每天都絞盡腦汁,想要教會她們。於是使用各種教學方法,如iPod製作影像教材,心智圖等取代生硬板書,更開發【物理123三步驟解題法】。在他獨特的教學之下,學生們獲得自信與感動,終於不再害怕物理。並且協助其他科目老師,進行跨學科的校外教學。

網站:Kuwako-Lab.com

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