物理专题：如何改善能量的使用效率？

INTRODUCTION 

早在17世纪，莱布尼兹发现物体运动过程里有一个守恒量，即质量x速度平方(m*a2)。这一物体运动过程又在后来被英国物理学家托马斯·杨定义为能量 (energy) 的产生过程，并以公式E=ma2来表示。直到几百年后的今天，“能量”依旧是物理学史上一个经久不衰的研究命题。本期优秀作业也将以物理学中的“能量”，做为作业展示的核心主题。快来跟随本期优秀作业的展示一探究竟吧！

作业主题

本期即将展示的作业内容，选自今之星【Y7 | G6 同步英国本土私校科学课程】——物理学科能量专题的课后作业。

本次课后作业是课堂“能量”专题的拓展学习，旨在通过调查研究的方式，巩固学生们对于课程重点知识的掌握。在此基础之上，课后调研作业可以有效帮助学生，把课上所学的科学原理，熟练运用到解决实际问题当中。本次物理作业，学生需要从新能源汽车生产者的角度去思考：汽车在生产和制作的环节，应该如何去改进，才能使得汽车在使用中更加节能。

作业要求

Research and report on how cars can be made more efficient. The report should be aimed at the managers of a car making company. It should convince them to make more efficient cars. Be creative in the style of report you do. For example, it could be: 

• an image

• an essay

• a PowerPoint

• a film or animation

本次物理课后作业，学生将以“汽车如何才能更加节能”为主题进行课下调研，并进行汇报。你可以把自己当作是一家汽车制造商的经理，说服大家：公司以后要生产更加节能的汽车的理由以及改进措施。本次汇报的形式不设限制，你可以充分发挥你的想象力。展示的形式可以为：

• 图片

• 小论文写作

• PPT形式的汇报

• 一段视频或是动画

学生们会在课堂上分享自己的调研结果，听取授课老师的修改意见，以验证自己的想法是否具备科学性和可行性。学生们还会在调研过程中进一步思考：汽车使用环保的化学燃料是否意味着更加节能？如何通过有效的汽车模型设计，防止热效率(Thermal Energy)的损失？类似上述问题是课堂重点内容的拓展，需要学生们在课后进行自主学习和研究，独立思考，给出解答。

下面，我们来一起看下入选本期优秀作业的同学们，给出了哪些可以提升汽车使用能效的解决方案。

优秀作业展示

# C同学 | 就读于北京乐成国际学校

• 授课老师点评

Your homework (as usual) is excellent. Your car efficiency is very good- you talk about fuel efficiency and engines (V6s and V8s) as well as the shape of the car and type of fuel. It is very in depth and convincing - you aim it at the right audience and it is wonderful to read. Well done.

你的科学调研作业如往常一样优秀。在作业中，你所描绘的设计理念，能够在实际生活中减少许多汽车自身热能的消耗。此外，你着重探讨了不同类型燃料的燃烧效率，以及不同型号的发动机在能量损耗方面的差异。从你所给出的论证理由能够看出，你对于这些问题有着深刻的洞察力；论证的补充资料和语言表述也十分具有说服力；论述的角度能够精准定位你的目标读者。完成得非常棒！

# S同学 | 就读于北京鼎石国际学校

• 授课老师点评

Your car efficiency is very good, you talk about the weight of the car, the tyres and friction (which was very interesting!) and the efficiency of the engine, in that most of the waste energy is heat energy. These were very good talking points. One point you could have added was the shape of the car as well-so talking about aerodynamics. All in all very good. 

你的作业内容系统地阐述了十分具体的汽车节能方式，改进措施的角度也十分新颖。此外，我看到你从汽车的重量、轮胎样式、摩擦力和发动机使用效率这四个方面，探讨了汽车节能的不同方式。调研结果明确阐述了汽车效率提升最大的阻碍便是热能的散失，这一点非常准确。作业中的每一个论点都可以继续深入探讨。另外，我发现你在论证过程中，还加入了汽车外型对于节能的影响因素讨论。有关这一点，你可以继续查找和空气动力学相关的知识概念，做进一步的完善。整理来讲，调研报告的内容十分出色！

# H同学 | 就读于加拿大多伦多Dr Annie B Jamieson Elementary

• 授课老师点评

Your car efficiency has some excellent ideas including talking about the shape and making the car lighter. These are both excellent suggestions, well done. You could have gone into more depth about how the shape would make the car more aerodynamic.

在你的作业中，有关汽车能效的提升措施，我看到了一些非常新颖的想法和改进措施。比如改造汽车的外形，使得整体重量变轻，以达到减少能量消耗的目的。以上改进建议和措施都是具备可行性的，非常棒！有关汽车外型和节能减排的关系，你可以从空气动力学的角度入手，进一步挖掘更多的改进方案。

# Y同学 | 就读于北京鼎石国际学校

• 授课老师点评

Your work is good, you talk about energy loss due to wasteful energy such as heat and sound and you give the idea of using electric cars instead- this is actually a perfect idea! It is much less wasteful. Also your point of flying cars was actually incredibly interesting-less friction so less wasted energy but how would a car stop in the air? I really enjoyed that idea. You could have talked a little about the aerodynamics of the car, but I really liked the points you made.

这次作业完成的很好！作业内容重点讨论了能源损失的主要原因，是由于汽车在制动过程中的发热和噪音现象。“汽车行业应该利用电能代替现有化石燃料作为机械的主要供能”，这是一个绝妙的建议。如果可以大规模实施，的确可以减少汽车行业普遍存在的能源浪费现象。另外，我看到你在建议中写道，如果汽车能在空中飞行，便可以有效减少摩擦力对于能量的消耗。但是，你还需要考虑的另一个问题是，汽车如何在空中停下来？另外，老师建议你能够从空气阻力对于物体影响的角度出发，进行更多维度的探讨。总体而言，我十分赞赏你所提及的改进措施。

JINSTAR·INSIGHT

今之星科学课程始终把“研究性思维”，作为理科教学目标的核心指导方针。注重培养学生对于科学研究的兴趣，以及对于不同科学主题，能够独立调研、推理论证的能力。今之星KS3科学课程包括物理、化学和生物三个学科，旨在为学生提供扎实的理科基础知识的同时，帮助学生在理科方面达到国际中等教育证书的要求。