作用力與反作用力.PPT

作用力與反作用力 研究對象：大一新生約900位 力在哪裡？ 在下面幾個圖中，有哪些作用力？請畫出來，並指出每個力的反作用力。 作用力與反作用力 第一題：半空中的蘋果 作用力與反作用力 第一題：半空中的蘋果 雖然我強調每個力都有反作用力，還是有一些同學只畫出重力一個力，找不到它的反作用力。 大約有43％的大一新生指出重力的反作用力是空氣阻力，而且很多人畫出來的圖中，二者的長短不一樣。 畫出重力及空氣阻力，且分別指出其反作用力的學生有24%。 作用力與反作用力 第一題：半空中的蘋果 老師這時候搬出了一樣法寶，請同學唸一遍： 作用力與反作用力 第二題：靜置在桌上的蘋果 作用力與反作用力第二題：靜置在桌上的蘋果 這一題的情境是，蘋果靜置在桌上。 首先，畫出蘋果的重力。 這個重力的反作用力呢？ 53%的大一新生都指出重力的反作用力是正向力。 15%的大一新生能正確指出重力及正向力的反作用。 作用力與反作用力(第一題和第二題) 第一題中，有43%的學生認為重力的反作用力是空氣阻力。第二題中有53%的學生認為重力的反作用力是正向力。 第一題認為重力的反作用力是空氣阻力且第二題認為重力的反作用力是正向力的學生有32%。 第一題中，正確指出反作用力的有24%，第二題有15％；二題都正確的只有8%。 作用力與反作用力(測驗題) 牛頓第三運動定律 當兩物體交互作用時，彼此互以力作用於對方。兩者大小相等，方向相反，但作用在不同的物體上。這定律又稱為作用－反作用定律。(南一版 高中基礎物理) 反作用力有什麼用？ 『摩擦力的反作用力』和『正向力的反作用力』什麼時候會派上用場？ 其他四題及此份試卷的教學目的 為什麼要化簡為繁，讓學生找出那麼多力？而且還要找反作用力？ 在找力的過程，學生可以將以前學過的觀念重做整理，老師也藉此可以瞭解學生的問題。 * * 找到 個力 找到 個力 找到 個力 找到 個力 找到 個力 找到 個力 提醒學生 作用－反作用定律： 兩者大小相等(箭頭長短要一樣) 方向相反 作用在不同的物體上。 每一題應找到偶數個力 這是一份很有趣的試卷，從學生畫力圖的過程，可以幫助學生思考及澄清觀念。 因為前一週才教『有空氣阻力時的自由落體』，所以同學都記得有空氣阻力這個力。 空氣阻力的大小是會隨速度而改變的。 學生雖然都會背『大小相等、方向相反、作用在不同物體上』，但此時卻『忘了』思考： 空氣阻力和重力符合『大小相等』這一條嗎？ 空氣阻力和重力是作用在不同物體上嗎？ 作用力與反作用力的特性：同一性與對立性 同一性：有作用必有反作用，二者同時產生，同時消失。作用力與反作用力的性質也是相同的。作用力是彈力，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力；作用力是萬有引力，反作用力也是萬有引力。 對立性：作用力與反作用力的方向永遠相反，大小也永遠相等，作用力增加，反作用力也增加，分別作用在二個物體上，永遠不會相互平衡或抵銷。 蘋果的重力是地球吸蘋果的力，它的反作用力是蘋果吸地球的力。 那麼，空氣阻力的反作用力是什麼力？空氣阻力是空氣作用在蘋果上的力，空氣摩擦蘋果，所以它的反作用力就是蘋果摩擦空氣的力，我就姑且把它叫做『蘋果阻力』。 沒聽過這個力啊！是啊，因為很少人會關心蘋果下落時對空氣造成的影響，所以，沒人會提到這個力。 結論，這一題，至少可以找到四個力：重力(地球吸蘋果的力)、重力的反作用力(蘋果吸地球的力)、空氣阻力及其反作用力。 為什麼這時學生會記得『大小相等、方向相反』，但卻忘了『作用在不同物體上』這件事？ 是不是因為課本上常出現這樣的圖，雖然課本沒有說它們是互為作用及反作用力，但是很容易造成學生的誤解。 那課本為什麼只畫出這二個力？ 由此引入 free-body diagram (自由物體圖/力圖) mg N 如圖所示，有人施力F於一放置在桌面上的木塊。設w代表木塊所受之地心引力，N代表桌面作用於木塊之力。下列敘述何者正確？ (A) F與w互為作用力與反作用力 (B) F與N互為作用力與反作用力 (C) w與N互為作用力與反作用力 (D) F、w與N三者同時互為作用力與反作用力 (E) F、w與N三者中沒有任何作用力與反作用力的關係。 物體 F 思考： 太多的測驗題及反覆的練習，學生學到的是什麼？ 他會去想，那F的反作用力是哪個力嗎？ 他會去想，這裡的N比F還大嗎？ ★正向力N的特性：在此題，會隨F的不同而不同！ (下面力圖中的力的長短不對，請更正) free-body diagram 不僅由此介紹『 free-body diagram 』，也為下面單元『力的種類與特性』鋪路。 *