關於此實驗
哪一輛小車滾得最遠？用幾本書墊起一個斜坡，放開玩具小車，測量它在地板上滾了多遠。斜坡越陡，小車速度越快；地毯或毛巾等粗糙表面會讓小車減速。讓兩輛小車並排比賽，為了確保測試公平，每次只改變一個條件，並將每次比賽的結果記錄在表格中。
學習目標
- 描述斜坡的高度如何改變小車滾動的距離
- 比較光滑表面和粗糙表面如何減慢行進中的小車
- 解釋摩擦力是一種能讓物體減速的力
- 每次只改變一個條件，規劃公平的測試
- 將結果記錄在表格中，並利用結果回答問題
使用方法
- 1按照起始設定讓兩輛小車比賽。哪一種表面能讓小車滾得更遠？
- 2讓兩種表面保持相同。給小車A墊的書比小車B多。會發生什麼事？
- 3用一本書墊起斜坡，讓小車B在毛巾上滾動。為什麼它完全不動？它需要墊幾本書？
- 4保持書本不變，用B號小車測試每一種表面。將表面依照從最光滑到最粗糙的順序排列。
- 5看看你的結果表。如果同時更換書本和表面，這算公平的測試嗎？
模型
假設
- 斜坡長1 m，每本書厚5 cm。斜坡和地面鋪著相同的表面材料。
- 每種表面都會按照小車重量的固定比例使小車減速：木板為4 %，砂紙為24 %。忽略空氣阻力。
- 為了讓書本更容易看清，圖中的高度是實際高度的三倍。地面在6 m處結束。
在課堂上試試這個實驗
- Q1你覺得為什麼小車在木板上比在地毯上滾得更遠？
- Q2如果斜坡非常陡，會發生什麼事？
- Q3說出一項為了讓測試公平而必須保持不變的條件。
- Q4為什麼道路表面是粗糙的，而溜滑梯表面是光滑的？
- Q5為什麼同一斜坡上的兩輛真實汽車可能不會停在完全相同的位置？
常見問題
在真實的教室裡，我該如何進行這項活動？
準備一塊木板或結實的厚紙板、一疊書和一輛玩具車。將不同的材料貼在斜坡底部的地面上，不要推車，放開後用捲尺測量。每項測試重複三次。
只有一本書時，為什麼汽車在粗糙的表面上不會移動？
粗糙表面的摩擦力大於汽車沿著這麼平緩的斜坡向下時受到的重力推力，因此汽車會停著不動。讓斜坡變得更陡，向下的推力就會增大。
什麼是公平測試？
只改變一個因素（例如表面），其他條件都保持不變的測試：使用同一輛車、相同數量的書和相同的起點。如此一來，就能知道是改變的因素造成了結果差異。