Pelajaran Teach
Satah condong: mengukur pecutan dengan data sebenar
Murid menggunakan makmal jauh Satah Condong untuk menguji hubungan antara jarak dengan masa kuasa dua, menganggarkan pecutan dan menghuraikan ketidakpastian dalam data sebenar.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Mengumpulkan bukti masa penderia daripada makmal jauh Satah Condong.
Menguji sama ada jarak lebih sesuai dibandingkan dengan masa atau masa kuasa dua.
Menganggarkan pecutan menggunakan d = 1/2 a t^2 dan menerangkan unitnya.
Menulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan yang mengambil kira ketidakpastian pengukuran sebenar secara jujur.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
Rangka penyiasatan
10 min
Satah condong ialah sebuah landasan cerun. Dalam makmal jauh ini, sebiji bola bergerak menuruni landasan dan melalui enam penderia yang berada pada jarak tertentu dari titik mula: 6, 16, 26, 36, 46 dan 56 cm. Setiap penderia merekodkan masa yang berlalu dari permulaan gerakan sehingga bola tiba di kedudukan tersebut.
Kedudukan atau jarak menunjukkan sejauh mana bola telah bergerak dari titik mula. Masa menunjukkan tempoh yang diambil untuk tiba di sesuatu kedudukan. Halaju menunjukkan kadar gerakan bola pada sesuatu ketika; pecutan pula menunjukkan perubahan halaju. Sebelum menggunakan data makmal, ramalkan hubungan antara jarak dengan masa apabila bola bermula hampir dari keadaan rehat dan semakin laju. Fikirkan sama ada jarak dua kali ganda memerlukan masa tepat dua kali ganda, kurang daripada dua kali ganda atau masa yang sama.
Jika sebiji bola bermula dari keadaan rehat dan bergerak dua kali lebih jauh dengan pecutan yang hampir malar, apakah yang sepatutnya berlaku kepada masa yang berlalu?
Ramalan ini berkaitan dengan model pecutan yang hampir malar. Dalam model tersebut, jarak tidak berkadar terus dengan masa. Jarak berkadar terus dengan kuasa dua masa, yang ditulis sebagai t^2.
Dalam aktiviti ini, anda akan menganggarkan pecutan sepanjang landasan. Nilai itu tidak semestinya g = 9.8 m/s^2 kerana bola tidak jatuh secara menegak; bola bergerak di sepanjang landasan pada sudut tertentu. Hanya ujian hampir menegak yang telah disahkan wajar ditafsirkan sebagai anggaran g.
Model yang akan diuji
Gunakan model ini untuk menghubungkan enam jarak penderia dengan d = 1/2 a t^2. Di sini, d ialah jarak dalam meter, t ialah masa dalam saat dan a ialah pecutan dalam m/s^2.
Terangkan ramalan anda dengan kata-kata sendiri. Nyatakan satu pemboleh ubah yang perlu dikekalkan semasa ujian, seperti cara bola dilepaskan, sudut atau cara anda membaca jadual penderia.
Gunakan makmal jauh dengan teliti
12 min
Paparan makmal jauh
Makmal membolehkan anda memulakan eksperimen, melihat bola bergerak dan membaca enam catatan masa penderia. Sudut 15 darjah dalam gambar ini hanyalah contoh; jangan salin 15 darjah melainkan sesi anda sendiri menunjukkan nilai itu. Gunakan dan rekod sudut yang dipaparkan dalam sesi anda.
Strategi makmal
Gunakan satu sudut sahaja untuk set data utama. Jangan ubah sudut di tengah-tengah pengisian jadual: keenam-enam baris mesti datang daripada ujian atau tetapan yang sama. Gunakan sudut yang dipaparkan dalam sesi anda melainkan guru meminta anda mengubahnya sebelum bermula. Sudut makmal diukur dari kedudukan landasan yang mengufuk. Bukti anda mesti menunjukkan sudut sebenar yang digunakan, walaupun sudut itu bukan 90 darjah.
Buka makmal Satah Condong
Buka makmal Satah Condong melalui Teach.
Versi makmal semasa menggunakan bahasa Sepanyol untuk laluan Bahasa Melayu. Padankan labelnya seperti berikut:
Vista previa de configuración= pratonton konfigurasi;Arrastra el control...= seret kawalan untuk melaras sudut;Empezar experimento ahora= mulakan eksperimen; danSalir ahora= keluar sekarang.Gunakan sudut yang dipaparkan untuk ujian ini. Jika guru menetapkan nilai tertentu, pastikan sudut pada skrin, yang diukur dari arah mengufuk, sepadan sebelum ujian dimulakan.
Pilih
Empezar experimento ahoradan perhatikan bola melalui penderia.Apabila ujian selesai, cari
Resultados(hasil),Ángulo del plano inclinado(sudut satah condong),Sensores,d (cm)dant (ms). Salin masa yang berlalu ke dalam jadualBukti masa penderiapada bahagian seterusnya, satu masa bagi setiap kedudukan: 6, 16, 26, 36, 46 dan 56 cm.Rekod sudut dalam soalan seterusnya. Jika boleh, sertakan tangkapan skrin atau catatan sudut yang jelas bersama bukti graf anda.
Mulakan semula hanya jika anda perlu mengulangi ujian yang jelas gagal atau jika guru membuka aktiviti lanjutan perbandingan sudut.
Apakah sudut yang anda gunakan? Jika makmal atau guru menetapkan sudut tersebut, nyatakan perkara itu dengan jelas.
Rekod dan proses bukti
16 min
Lengkapkan satu baris bagi setiap penderia. Dalam Jarak (cm), masukkan enam kedudukan makmal: 6, 16, 26, 36, 46 dan 56 cm. Jarak ini diukur dari titik mula, bukan dari penderia sebelumnya. Bagi penderia 16 cm, gunakan 0.16 m, bukannya 0.10 m. Dalam Jarak (m), bahagikan sentimeter dengan 100. Dalam Masa (s), salin masa makmal yang telah ditukar kepada saat; jika makmal memaparkan milisaat, bahagikan dengan 1,000. Dalam t^2 (s^2), darabkan masa dalam saat dengan masa itu sendiri. Contoh: jika masa pada 56 cm ialah 820 ms, maka 56 cm = 0.56 m, 820 ms = 0.820 s dan t^2 = 0.820^2 = 0.6724 s^2. Gunakan lajur catatan untuk keraguan, pembundaran atau bacaan yang luar biasa. Jika jadual yang dipaparkan mempunyai baris kosong tambahan, biarkannya kosong.
Bukti masa penderia
Isi tepat enam baris penderia. Masukkan jarak 6, 16, 26, 36, 46 dan 56 cm mengikut turutan. Nilai ini ialah kedudukan dari titik mula, bukan jarak antara penderia. Masukkan jarak dalam meter, masa yang ditukar kepada saat dan t^2 yang dikira daripada masa tersebut. Jangan gunakan baris kosong tambahan.
| Jarak cm | Jarak m | Masa s | t^2 s^2 | Catatan atau keraguan |
|---|---|---|---|---|
Tulis dua penukaran yang anda gunakan: sentimeter kepada meter dan milisaat kepada saat. Sertakan satu contoh, seperti 56 cm = 0.56 m.
Plot graf dan buat pengiraan
18 min
Sekarang uji model dengan graf. Graf jarak terhadap masa tidak semestinya menghasilkan garis lurus. Jika anda memplot jarak terhadap t^2, gerakan dengan pecutan yang hampir malar sepatutnya kelihatan lebih hampir kepada garis lurus. Itulah sebabnya kita menggunakan t^2: kaedah ini menukarkan d = 1/2 a t^2 kepada hubungan seperti “jarak = kecerunan × masa kuasa dua”.
Daripada masa penderia kepada graf
Ilustrasi konsep: paparan makmal dan alat graf anda mungkin berbeza. Setiap baris jadual menjadi satu titik pada graf. Graf membantu anda menentukan sama ada bukti penderia mematuhi model pecutan malar.
Gunakan model berikut:
- Model: d = 1/2 × a × t^2
- Formula yang disusun semula: a = 2d / t^2
- Kaedah kecerunan graf: jika kecerunan garis trend ialah m, maka m ialah kira-kira 1/2 × a, jadi a ialah kira-kira 2m.
Bina graf dengan t^2 dalam saat kuasa dua pada paksi mengufuk dan jarak dalam meter pada paksi menegak. Contoh paksi: paksi x = t^2 (s^2) dan paksi y = jarak (m); jangan letakkan masa biasa t (s) pada paksi x. Setiap titik mesti datang daripada satu baris jadual. Dalam hamparan, salin lajur t^2 dan jarak, pilih kedua-duanya, sisipkan plot serakan, semak bahawa t^2 berada pada paksi x dan jarak pada paksi y, kemudian tambah label paksi serta unit. Tambah garis trend jika alat anda membenarkannya. Jika persamaan garis trend berbentuk y = mx + b, nilai m ialah kecerunan. Jika titik hampir membentuk garis lurus, kecerunan ialah kira-kira 1/2 a, maka pecutan ialah kira-kira dua kali kecerunan.
Bukti graf
Lampirkan fail jika graf anda terdapat dalam hamparan, PDF, CSV, persembahan atau fail teks. Jika bukti graf ialah tangkapan skrin atau imej, tampalkannya dalam kotak teks atau tampal pautan yang boleh dilihat dan jangan gunakan lampiran fail. Graf perlu menunjukkan jarak (m) pada paksi menegak, t^2 (s^2) pada paksi mengufuk, label unit dan, jika boleh, persamaan garis trend atau anggaran kecerunan. Jika guru menyemak graf di luar platform, nyatakan perkara itu dan sertakan pasangan titik yang digunakan.
Adakah graf d terhadap t^2 anda menyokong model pecutan malar? Gunakan satu ciri jadual atau graf sebagai bukti, seperti kedudukan titik yang hampir sebaris, trend yang hampir lurus atau satu baris yang menyimpang.
Selepas menyemak jadual dan graf, baris manakah, jika ada, yang kelihatan paling kurang boleh dipercayai? Baris mungkin kurang boleh dipercayai jika masa tidak meningkat apabila jarak meningkat, titik graf jauh daripada trend atau pecutan daripada baris itu sangat berbeza daripada baris lain. Terangkan sama ada anda mengekalkan baris itu, mengulangi ujian atau menandakannya sebagai tidak pasti. Jika semua baris kelihatan selaras, nyatakan dan jelaskan sebabnya.
Anggarkan pecutan sepanjang landasan dalam m/s^2. Dalam kotak nombor, tulis anggaran pecutan sahaja. Gunakan pemisah perpuluhan yang diterima oleh platform; jika koma tidak diterima, gunakan titik perpuluhan, contohnya 1.85. Dalam kotak penerangan, tunjukkan pengiraan anda. Kaedah yang disyorkan: gunakan a = 2 × kecerunan jika anda mempunyai kecerunan graf. Jika tidak, hitung a = 2d/t^2 dengan satu baris yang mewakili data, sebaik-baiknya baris 56 cm jika tidak kelihatan meragukan. Terangkan baris atau kecerunan yang anda gunakan dan mengapa hasil itu tidak patut dipanggil g jika landasan tidak hampir menegak.
Jika setiap bacaan masa sedikit terlalu tinggi, apakah yang akan berlaku kepada pecutan yang dikira menggunakan a = 2d/t^2?
Buat kesimpulan saintifik
7 min
Tulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan sepanjang 4 hingga 6 ayat. Sertakan sudut sebenar yang digunakan, anggaran pecutan dengan unit, satu butiran jadual atau graf yang menyokong penggunaan t^2, satu punca ketidakpastian dan satu ayat yang menjelaskan bahawa anda menganggarkan pecutan sepanjang landasan, bukan semestinya g. Anda boleh menggunakan rangka ini: “Pada sudut ___ darjah, saya menganggarkan pecutan sepanjang landasan sebagai ___ m/s^2. Bukti saya ialah graf jarak terhadap t^2 ___. Satu ketidakpastian ialah ___. Ini menyokong model kerana ___. Nilai ini ialah pecutan sepanjang landasan, bukan semestinya g, kerana ___.”
Aktiviti lanjutan pilihan: bandingkan sudut
10 min
Jika masih ada masa dan makmal membenarkan perubahan sudut, ulang satu ujian pada sudut lain seperti 20, 30 atau 45 darjah. Gunakan masa akhir pada 56 cm sahaja jika jadual penuh mengambil masa terlalu lama. Jangan lakukan aktiviti lanjutan ini jika sesi anda hanya membenarkan satu sudut.
Bandingkan masa akhir pada 56 cm bagi kedua-dua sudut. Sudut manakah memberikan masa yang lebih singkat? Terangkan mengapa sudut yang lebih besar biasanya menghasilkan pecutan yang lebih besar sepanjang landasan, manakala sudut yang lebih kecil menghasilkan pecutan yang lebih kecil dan masa yang lebih lama.