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物理 高中

請問怎麼算?

跳繩的功率 臺中市政府教育局為響應教育部體育署學生每週在校運動 150 分鐘「SH150 (Sport & Health 150)」方案,自103 學年起全面推動「國民小學跳繩運動推動 計畫」,目前已逐年培育超過五百名種子教師,帶領學生利用課餘時間跳繩,105 學年度國小學生達到 SH150 方案比率高達97%。 根據專業的研究結果顯示,適當跳繩運動的介入有助於提升國小學童健康體適 能、平衡能力及動作協調能力,且能增進動作技能學習的效率,以減少運動傷害的 產生,進而奠定日後發展更高層次運動技能的基礎。 合宜的跳繩運動方式如右圖所示, 為預防運動傷害,參與者應穿著運動 鞋,彈跳高度不宜過高,以3~5公分 為宜;地面以軟度表面材質為佳,以減 低因著地對下肢所產生的撞擊力。 現在有一位高中生小翰想利用所學 的物理知識估計自己跳繩(不計繩重) 時克服重力的平均功率,所以他進行了以下的測量與計算: (1)用體重計測量自己的質量 m=50公斤。 (2)估測自己平均每次跳起的高度h=5公分。 (3)用碼表記錄跳 120 次所用的時間t=50秒。 |跳繩處方箋 運動時間 |跳躍頻率 運動頻率 30分鐘/次 60~150次/分鐘 3~5次/週 持續時間 8~12週以上 3~5公分 根據上述文章,請回答下列問題:(重力加速度g=10公尺/秒) 20 假設小翰離地之後的運動,可視為只受重力作用的等加速運動,由其測量之數據,試 估算小翰每一次跳躍在空中停留的時間(即雙腳離開地面後至又落回地面的時間)約 為多少秒? (A) 0.1 (B) 0.15 (C) 0.2 (D) 0.25 (E) 0.3图 21 小翰每次跳起時,雙腳需要屈膝用力蹬地,對他自己的身體作功。假設此功之量值就 等於他增加的重力位能,試估算每一次跳躍,小翰需要作功多少焦耳? 图 22 小翰利用某一節下課時間,以文章中所記錄的跳繩頻率持續跳繩5分鐘,試估算在這 5分鐘所作的總功為多少焦耳?在這5分鐘內小翰的平均功率為多少瓦特?

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物理 高中

謝謝~

18~20為題組 在人類發展文明的過程中需要依賴能量,使用時必須依照需要將能量轉換成適當的形式。而在能量的形式 轉換的過程中,總有部分能量會逸散而損失,逸散的能量不易收回再加以利用,因此可供我們利用的「有 用能源」將愈來愈少,找尋新的能源是重要的課題之一。 據估計每年照射在地球表面上的太陽能約為目前全世界每年所需能量的一萬多倍,利用太陽能來發電 應是解決能源匱乏的良好方案。由近年歐盟統計資料(如下左圖)可一窺究竟。 目前人類利用太陽能通常有兩種方式: 一是太陽光照射在某些金屬表面上,使金屬的原子釋放電子,形成電流,轉為電能。最常見的就是太 陽能電池。 另一種方式是大規模的太陽能轉換成我們可使用的能源,然而最大的問題是:太陽並不是隨時都在照 射,以致無法全天候運轉。這問題的解決之道就是在太陽照耀的時候,除了發電裝置運作之外,還要將多 餘的照射能量儲存起來,以待天候不佳或夜晚的時候使用,但是在能量儲存與釋放的過程當中,損失的比 例很大,能量轉換的效率並不高,為各種發電型態中最低的。而近年來對於解決這個問題有了重大的突破 !因為有了熱量貯存媒介的新材料。在西班牙的安達索爾太陽能發電站(Andasol Solar Power Station), 利用直線型拋物面槽式集热器(如下右圖)將入射的陽光經由拋物面板反射,集中能量於拋物面的焦點( 實際上為一直線)處加熱金屬管內的油將水煮沸、產生蒸氣用來發電。實際上,拋物面集热器所收集的熱 能幾乎是白天發電所需熱能的兩倍,多餘的熱則會從管内的油傳送至熱量貯存媒介熔融鹽。其熔點為 240℃,在240℃至590℃的範園內都是很穩定的液態,比熱相當大,是很合適的熱貯存材料、熔融的混合 鹽從 260℃吸取油管的熱能升溫至 400℃。夜間則將熱傳回管內的油,以供發電。如此,發電廠在白天及 夜晚都能運作,既可提升效率又可降低成本,有如打造一個太陽能銀行般將太陽能貯存起來!

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謝謝~

18~20為題組 在人類發展文明的過程中需要依賴能量,使用時必須依照需要將能量轉換成適當的形式。而在能量的形式 轉換的過程中,總有部分能量會逸散而損失,逸散的能量不易收回再加以利用,因此可供我們利用的「有 用能源」將愈來愈少,找尋新的能源是重要的課題之一。 據估計每年照射在地球表面上的太陽能約為目前全世界每年所需能量的一萬多倍,利用太陽能來發電 應是解決能源匱乏的良好方案。由近年歐盟統計資料(如下左圖)可一窺究竟。 目前人類利用太陽能通常有兩種方式: 一是太陽光照射在某些金屬表面上,使金屬的原子釋放電子,形成電流,轉為電能。最常見的就是太 陽能電池。 另一種方式是大規模的太陽能轉換成我們可使用的能源,然而最大的問題是:太陽並不是隨時都在照 射,以致無法全天候運轉。這問題的解決之道就是在太陽照耀的時候,除了發電裝置運作之外,還要將多 餘的照射能量儲存起來,以待天候不佳或夜晚的時候使用,但是在能量儲存與釋放的過程當中,損失的比 例很大,能量轉換的效率並不高,為各種發電型態中最低的。而近年來對於解決這個問題有了重大的突破 !因為有了熱量貯存媒介的新材料。在西班牙的安達索爾太陽能發電站(Andasol Solar Power Station), 利用直線型拋物面槽式集热器(如下右圖)將入射的陽光經由拋物面板反射,集中能量於拋物面的焦點( 實際上為一直線)處加熱金屬管內的油將水煮沸、產生蒸氣用來發電。實際上,拋物面集热器所收集的熱 能幾乎是白天發電所需熱能的兩倍,多餘的熱則會從管内的油傳送至熱量貯存媒介熔融鹽。其熔點為 240℃,在240℃至590℃的範園內都是很穩定的液態,比熱相當大,是很合適的熱貯存材料、熔融的混合 鹽從 260℃吸取油管的熱能升溫至 400℃。夜間則將熱傳回管內的油,以供發電。如此,發電廠在白天及 夜晚都能運作,既可提升效率又可降低成本,有如打造一個太陽能銀行般將太陽能貯存起來!

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