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翹翹板平衡

關於這個模擬實驗

此模擬展示 10 米長木板上的槓桿原理。學生可把每個積木拖到新位置，位置會對齊半米刻度，也可以按一下積木使其變重。木板會按淨力矩的比例傾斜，數值會比較左右力矩，讓學生看到兩者何時相等。教師可以提出平衡挑戰，例如讓 2 kg 的積木平衡 1 kg 的積木，然後請學生解釋「質量 × 距離」的規則。滑桿可調校最大傾斜角，並可開啟或關閉對齊刻度。

學生可以探索什麼

  • 把一塊積木拖到最左端，另一塊拖到最右端，直至「木板」數值顯示為水平。
  • 按一下積木使其變重，然後把它移近支點，以恢復平衡。
  • 每次把積木滑動半米，同時比較「左側力矩」與「右側力矩」的數值。
  • 關閉「對齊刻度」，嘗試在刻度之間的位置平衡木板。
  • 把「最大傾斜角」提高至 30 度，觀察不平衡的木板擺動得有多劇烈。

學習目標

  1. 1說明當兩側的質量 × 距離相等時，槓桿便會平衡。
  2. 2預測應把較重的積木放在哪裡，才能使木板保持水平。
  3. 3解釋為什麼把質量加倍後，距離便可以減半。
  4. 4利用力矩數值作為證據，檢驗平衡的預測。

教師常問的問題

翹翹板平衡模擬是否免費使用？

是。此模擬免費，無需註冊，並可在任何現代瀏覽器上運行，包括課室電子白板、平板電腦及手機。

為什麼重物不同，翹翹板仍能平衡？

平衡取決於力矩，即質量乘以到支點的距離。當兩者的乘積相等時，靠近支點的重積木便可以平衡遠離支點的輕積木。

我怎樣移動及改變積木？

沿木板拖動積木以改變其位置。按一下積木使其變重。觀察「左側力矩」、「右側力矩」及「木板」數值，看看木板是否水平。

這個模擬中的支點是什麼？

支點，或稱支撐點，是位於木板中央下方的單一支撐點。距離由此量度，木板繞此點轉動。

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