培正中学物理科开展研究性学习情况

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1、培正中學物理科開展研究性學習情況梁沛津本校如何進行物理科研究性學習?在課餘建立物理興趣小組,指導教師：2人收生對象：高中學生高一------基礎實驗培訓(約10人)高二------探索研究(約10人)高三------知識及技能的傳承與分享(約5人)香港理工大學應用物理系對興趣小組進行培訓與大學合作物理科對研究性學習的實踐方式利用課堂上學習過的物理原理,去探索,去分析觀察到的現象透過日常觀察,去思考,去提出問題,自行設計實驗去研究問題,利用歸納法去解決問題物理科實行研究性學習的目標學會如何提出有前瞻性的問題學會做研究的方法學會利用歸納法去解決問題學會質疑實

2、驗結果的可信性物理科研究性學習專題示例高一級：摩擦研究高二級:振動的合成<路面鋪設材料與車輛輪胎的摩擦研究>譚子欣張煒傑洪情霞指導老師：梁沛津利用以下儀器測出不同輪胎與不同地面間之摩擦系數(1)ScienceWorkshop500Interface123(2)靈敏滑輪及光電門(3)手提電腦實驗步驟接在單車上接在電單車上實驗步驟在不同鋪設材料的路面上重覆實驗，測定不同輪胎在不同道路上對路面的摩擦系數實驗地點：和隆街實驗結果由V-t圖之斜率a，代入μ=關係式中(取g=9.8m/s2)，便可求出μ值=0.05039實驗結果比較同一路面上滑動，不同交通工具的

3、輪胎的摩擦系數測量地點路面材料輪胎類型永聯台瀝青混凝土路面腳踏車0.010410.01055摩托車0.018790.02069白鴿巢公園前地瀝青混凝土路面腳踏車0.05112摩托車0.04602得勝馬路瀝青混凝土路面腳踏車0.01992摩托車0.02630和隆街傾斜葡式石子路腳踏車0.050390.12678摩托車0.03318發現同一路面鋪設材料,摩托車輪胎對路面的摩擦系數比腳踏車的大實驗結果測量地點路面材料摩擦系數永聯台瀝青混凝土路面0.018790.02069白鴿巢公園前地瀝青混凝土路面0.04602得勝馬路瀝青混凝土路面0.01992和隆街傾斜

4、葡式石子路0.050390.12678測量地點路面材料摩擦系數永聯台瀝青混凝土路面0.010410.01055白鴿巢公園前地瀝青混凝土路面0.05112得勝馬路瀝青混凝土路面0.02630和隆街傾斜葡式石子路0.03318腳踏車摩托車對同一種交通工具,葡式石子路對輪胎的摩擦效應比瀝青混凝土路面的大彈簧擺的運動研究提出問題的線索(1)我們知道,單擺的周期與其振幅(初始條件)無關,擺的能量轉換過程是動能與勢能的轉換.提出問題的線索(2)我們亦知道,彈簧振子的豎直振動周期亦與其振幅(初始條件)無關,擺的能量轉換過程是彈性勢能,重力勢能與動能的轉換.提出問題的線

5、索(3)現將單擺與彈簧擺結合在一起,其振動模式會是兩個振動模式的合成嗎?其振動周期與上述兩者的振動周期有什麼關係?研究計劃與實驗設定(人力分配)釋放小球---1人支架固定---1人資料記錄---1人資料分析---2人資料整理---1人研究計劃與實驗設定(1)先研究單擺的運動特性：固定擺長,擺錘質量,研究在不同的初始條件下,初速度為零的擺錘周期是怎樣的?研究計劃與實驗設定(2)再研究彈簧振子的運動特性：固定彈簧,振子質量,研究在不同的初始條件下,初速度為零的振子的周期是怎樣的?研究計劃與實驗設定(3)現在研究在同樣的初始條件下,彈簧擺的周期是怎樣變化的?進

6、行實驗與收集証據(3)彈簧擺的實驗研究分析及結論---單擺單擺的周期與初始條件無關.振幅愈大,經過同一點時的速率愈大.整個運動大致上在一平面上擺動.分析及結論---彈簧振子振子的周期與初始條件無關.振幅愈大,經過同一點時的速率愈大.整個運動大致上在一條直線上振動.分析及結論---彈簧擺分析及結論在同一套初始條件下,三種運動類型的比較：分析及結論---彈簧擺整個運動在三維空間上振動有三種振動形式,各振動模式為一種周期運動.發現有三個不同的周期無論如何改變初始條件,小球的振動被限制在一個範圍內三種振動形式的比較結論單擺及彈簧振子的振動模式遵循特定的方式演化,

7、各自在一個平面上運動.當把兩種振動模式合併,小球的運動不是兩個平面運動的合成,而是由三種不同的振動模式合成在彈簧拉伸方向上的振動周期明顯較大拓展定量找出彈簧擺的運動模式的範圍.從物理上解釋上述範圍的產生.當振子能量較大時,是否出現混沌模式(不可預測性)?為什麼會這樣?物理上如何解釋?透過專題性學習,我們希望……提高學生學習物理的興趣訓練學生做科學研究的能力在課餘時候,將綜合科學帶到高中各級,使學生能適應現今社會綜合發展的趨勢報告完畢,謝謝各位!