VPhysics試教-計算等加速度追趕公車問題

教學目標:

利用Python計算出模擬出運動學的等加速度運動,以常見段考題~~追趕公車問題為例,熟悉Python的等速度與等加速度,藉由改變參數,讓追趕問題變有感

傳統教學缺點:

當我們要計算追趕問題時,學生一方面要對等速度與等加速度的觀念熟悉;另一方面,當兩者綜合時,學生往往容易混淆而產生迷思概念,屬於低學習成就的單元。

VPhysics教學優點:

利用學生改變公車與趕公車的乘客的速度與加速度,歸納出追上公車的情形,進而了解兩這相對速度、相對位移與v-t圖的交錯面積。

Python程式:

###############################程式開始##############################
from visual import *

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# 1. 參數設定: 改成追趕公車題型
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v = 0.09 #木塊速度 = 0.03 m/s
dt = 0.0001 #畫面更新的時間間隔,單位為s
t = 0 #模擬所經過的時間 ,單位為s,初始值為0

a=1
v2=0
dx=0.045

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# 2. 畫面設定
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scene = display(title=’1′, width=800, height=800, x=0, y=0, center=(0,0.06,0), background=(0.5,0.6,0.5))
floor = box(pos=(0,-(0.005)/2,0), length=0.3, height=0.005, width=0.1)
cube = box(pos=(0, 0.05/2, 0), length=0.05, height=0.05, width=0.05, material=materials.wood)
cube2 = box(pos=(0, 0.05/2, 0), length=0.05, height=0.04, width=0.05)
cube2.pos.x =dx

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# 3. 物體運動部分
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while(cube.pos.x < 0.10):
rate(1000)
t += dt
cube.pos.x += v*dt
v2 +=a*dt
cube2.pos.x += v2*dt
print t

心得:

這是第一個將物理講義的題目,變成Python的程式,寫完可以滿足學生在程式設計的成就感