力學
斜面上的負載
觀察負載緩緩下滑——斜面比直接抬升更省力。
斜面上的負載——互動式力學模擬。觀察負載緩緩下滑——斜面比直接抬升更省力。 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。
斜面作爲簡單機械
斜面可以用較小的力把負載抬高更長的距離——以距離換取力。
理想情況下，所做的功等於重力勢能增加量。斜面越長、越緩，所需的推力越小，但負載沿斜面移動的距離更長。
- 功 W = Fd = mgh（理想情況）
- 平行分量 F_parallel = mg sin θ
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
如果您從靜止狀態釋放負載並使坡道角度變陡，那麼相同時間後其速度會發生什麼變化？
預測權重
- 它加速得更快——更陡的斜坡提供更大的加速度。
- 它達到相同的速度——角度不會影響它的加速速度。
- 它加速得更慢——更陡的斜坡提供更小的加速度。
可變角色
您設定的內容：
- 坡道角度 (deg)
- 負載質量 (kg)
- 經過時間 (s)
您測量的內容：
- 速度 (m/s)
- 動能 (J)
調查如何進行
- 打開力學沙箱中的「Ramp & Load」預設。
- 選擇坡道並使用檢查器設定此試驗的傾斜角度。
- 將負載從頂部靜止釋放，並在列出的經過時間後從探頭讀取其速度。
控制方程
動能 — KE = ½·m·v²
當負載沿著斜坡加速時，其動能與其速度的平方成正比——速度加倍，動能變成四倍。
重力位能 — PE = m·g·h
在無摩擦坡道上，負載下降時失去的重力 PE 完全轉化為它獲得的動能——沒有任何熱量損失。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 使用 v = g sin θ · t，計算每行的預期速度並將其與從探頭讀取的值進行比較。
- 在所有三個試驗中，當角度發生變化時，負載質量保持固定在 3 kg。關於無摩擦坡道上的質量和加速度之間的關係，這告訴您什麼？
這在實驗室之外的地方表現出來
- 兩個不同質量的負載同時從同一角度釋放。哪一個先到達底部？使用您的數據來證明您的答案。
- 真正的坡道有摩擦力。如果這個斜坡不是無摩擦的，那麼測量的速度會高於或低於您的 v = g sin θ · t 預測，為什麼？
- 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
- 歡迎學習斜面負載
- 選擇負載
- 點擊播放
- 抬高負載
- 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。