力學
彈跳小球
觀察每次彈跳都因能量損失而略低。
彈跳小球——互動式力學模擬。觀察每次彈跳都因能量損失而略低。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
彈跳中的能量損失
恢復係數小於 1 時，彈跳小球每次落地都會損失機械能，每次彈起的高度更低。
每次彈至最高點時，動能轉化爲勢能，但與地面的碰撞是非彈性的。恢復係數小於 1 意味着小球離開地面時比落地時更慢，因此峯值高度逐次降低。
- 總能量 KE + PE = E（每次碰撞後減少）
- 恢復係數 e < 1
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
當球掉落並從地板上彈起時，它會反彈到與掉落時相同的高度、更高的高度還是更低的高度？
預測權重
- 它反彈到相同的高度（沒有能量損失）。
- 它反彈的高度高於跌落高度。
- 它反彈到低於下落高度（一些能量損失）。
可變角色
您設定的內容：
- 大量的 (kg)
- 跌落高度 (m)
您測量的內容：
- 重力PE (J)
- 反彈高度（第一次反彈） (m)
調查如何進行
- 打開彈跳球預設。注意球距地面的起始高度及其質量。
- 確認高度探頭已連接到球上 - 它會報告球離地面的高度（以公尺為單位）。
- 運行模擬，讓球下落並彈起。在第一個反彈的頂部暫停並記錄達到的峰值高度。
控制方程
重力位能 — PE = m·g·h
釋放前球離地面高度所儲存的能量－這是在下落過程中可轉化為動能的能量預算，以及在彈跳後返回高度的能量預算。
動能 — KE = ½·m·v²
球運動的能量。就在撞擊之前，基本上所有下降的 PE 都已轉化為 KE；然後反彈僅返回 KE 的一小部分，這就是反彈低於下跌高度的原因。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於每一行，將回彈高度除以跌落高度。您對三項試驗中的這項比率有何發現？
- 球的恢復力為0.8。該值的平方並將其與您上面計算的比率進行比較。你發現什麼關係？
這在實驗室之外的地方表現出來
- 如果您發現的高度比在一次又一次反彈後保持恆定，請預測第一次試驗的*第二次*反彈的峰值高度。需要多少次彈跳才能使峰高降至 1 公分以下？
- 真正掉落的球也會因空氣阻力和每次彈跳時的聲音而損失一點能量。您認為真實球的反彈高度會比您在此處找到的理想化 e² 模式下降得更快或更慢嗎？
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- 歡迎學習彈跳小球
- 選擇小球
- 點擊播放
- 逐漸衰減的彈跳
- 打開數據
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。