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1、可攜式數據記錄器與運動錄像分析軟件在物理教學上的應用,湯兆昇 香港中文大學 物理系 / 科學教育促進中心,可攜式數據記錄器與運動錄像分析軟件在物理教學上的應用 內容可在以下網址下載： http:/www.hk-phy.org/teacher/talk/28-1-05Seminar.ppt,可攜式數據記錄器的應用及例子： http:/www.hk-phy.org/datalogger,MVA 軟件的下載及應用及例子： http:/www.hk-phy.org/mvas,可攜式數據記錄器網站,物理園網址 + /datalogger http:/www.hk-phy.org/datalogger 下
2、載例子,可攜式數據記錄器 + 加速度感應器,量度三個方向的加速度分量 量度高度變化 取樣率最高每秒 20 個數據 連接電腦，利用DataStudio 軟件取得數據，繪圖或輸出至文字檔,例子：海洋公園極速之旅,例子：海洋公園極速之旅,可量得 高度的變化 加速度的變化 解釋玩遊戲時的 負 g 感覺 無重感覺 重量增加的感覺,例子：海洋公園摩天輪,垂直的均速圓周運動 可量到高度變化、量到垂直方向的加速度變，但量不到水平方向的加速度！？,az,ay,a,例子：汽車的加速度,選擇一段長的直路 (例：科學園前的直路)：使汽車加速、均速、減速至停 可量得加速度之變化 均速運動 非均勻的加速、減速運動 2 m
3、s-2,例子：九廣東鐵從大埔至大學站的運動,可量得加速度之變化 初加速度較大 max 0.7 ms-2 然後加速度漸漸減少 在途中有剎車,例子：電梯的運動,可量度加速度和高度的變化 開始上升或將要停止時，量得幾乎是均加速、減速的運動 途中幾乎是均速運動 S4-5物理的好例子,運動錄像分析網站,物理園網址 + /mvas http:/www.hk-phy.org/mvas 下載軟件 + 所有例子,甚麼是運動錄像分析？,利用運動錄像分析軟件，輸入實際比例，在影片中獲取運動中物體的在不同時刻的位置數據,實際比例,軟件顯示物體在不同時間的位置,運動錄像分析,繪出運動關係線圖作分析,利用運動錄像分析軟件
4、 內置的繪圖及曲線擬合 程序,利用 Excel 繪圖及曲線擬合,中大物理系設計的運動錄像分析軟件,方便的介面 在錄像畫面上顯示運動數據位置 隨意修改運動數據 隨意選擇開始、終結的時間 選擇獲取數據的疏密,中大物理系設計的運動錄像分析軟件,內置曲線擬合功能 多項式曲線擬合分析 (不是數值微分) 顯示擬合得出的參數 分段擬合 (例：加速 + 均速),中大物理系設計的運動錄像分析軟件,可選擇垂直、水平或二維平面運動分析 根據擬合結果繪出速度、加速度、能量等關係線圖,例子：神舟五號的升空,求得初加速度 可與牛頓力學的預測比較,例子：斜面,斜面 + 銅磚 (非常簡單的實驗！) 可求得摩擦系數, = 28
5、.9o, = 0.478 = 33.4o, = 0.452 = 40.8o, = 0.443,如何作深入分析？,輸出運動數據 利用 Excel 的規劃求解工具 任意參數、方程的擬合,例子：單擺,單擺 周期、振幅、相位 阻尼 (求得阻尼系數) 振幅大 (非線性修正),例子：模擬觀測木星衛星,從太陽系某天體或 太空船看另一天體,任何日期時間,視野闊度.,顯示軌道等.,(NASA http:/space.jpl.nasa.gov/),例子：模擬觀測木星衛星,例子：模擬觀測木星衛星,1 格 = 0.09日,例子：模擬觀測木星衛星,與真正觀測結合 可演示圓周運動與簡諧運動的關係、開普勒第三定律,朱明中教授提供,知识回顾Knowledge Review,
