"平衡鳥玩具" 修訂間的差異
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| − | 市面上有一種玩具：一隻鳥以尖嘴頂住一根桿子的頂端，鳥竟然能夠保持水平平衡。輕輕觸碰鳥的身體時，鳥兒只是微微晃動，並不容易傾倒，實在是太神奇了。 | + | <div style="align-items:center;width=60%"> |
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| − | < | + | 原作者：謝迺岳<br> |
| + | 關鍵詞：轉動慣量，能量轉換，防震設計<br> | ||
| + | 同義詞：小雞啄米，消防員玩具<br> | ||
| + | 附影片：平衡鳥玩具<br> | ||
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| + | 市面上有一種玩具：一隻鳥以尖嘴頂住一根桿子的頂端，鳥竟然能夠保持水平平衡。輕輕觸碰鳥的身體時，鳥兒只是微微晃動，並不容易傾倒，實在是太神奇了。<br> | ||
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==探究問題== | ==探究問題== | ||
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a.平衡鳥保持平衡時，受到幾種作用力？平衡鳥的重心在那裡？<br> | a.平衡鳥保持平衡時，受到幾種作用力？平衡鳥的重心在那裡？<br> | ||
b.使用身邊的材料，我們如何設計平衡鳥造型？<br> | b.使用身邊的材料，我們如何設計平衡鳥造型？<br> | ||
c.平衡鳥的原理在生活中有那些應用呢？<br> | c.平衡鳥的原理在生活中有那些應用呢？<br> | ||
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#材料<br>長竹籤（40cm），塑膠球（直徑4cm），油粘土（20g），竹筷（20cm） | #材料<br>長竹籤（40cm），塑膠球（直徑4cm），油粘土（20g），竹筷（20cm） | ||
#製作<br>把三支長竹籤貫穿塑膠球，在同一個平面上且成輻射狀；把油粘土揉成兩顆小球，分別粘在兩支竹籤的尾端；這個裝置即稱為平衡鳥玩具。 | #製作<br>把三支長竹籤貫穿塑膠球，在同一個平面上且成輻射狀；把油粘土揉成兩顆小球，分別粘在兩支竹籤的尾端；這個裝置即稱為平衡鳥玩具。 | ||
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::#猜測：使鳥翼變輕（把兩塊粘土的質量各減少一半），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。 | ::#猜測：使鳥翼變輕（把兩塊粘土的質量各減少一半），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。 | ||
::#猜測：使鳥翼張開（把兩翼竹籤的夾角擴大）鳥的身體會站起來還是倒下去？。猜測後再實作並記錄。 | ::#猜測：使鳥翼張開（把兩翼竹籤的夾角擴大）鳥的身體會站起來還是倒下去？。猜測後再實作並記錄。 | ||
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平衡鳥在平衡時，重心在支點（鳥嘴）的下方。類似掛在竹竿上的衣架，在輕微晃動時重心會升高，但是重力力矩會使重心往原來的位置移動，而回到原來的平衡狀態，因此稱為「穩定平衡」。本探索中的實驗可以量化；例如使鳥嘴變長的操作中，把竹籤每次推動1.0cm；或使鳥翼變輕的操作中，使兩塊粘土每次都減少相同的質量，以使實驗更為精確。 <br> | 平衡鳥在平衡時，重心在支點（鳥嘴）的下方。類似掛在竹竿上的衣架，在輕微晃動時重心會升高，但是重力力矩會使重心往原來的位置移動，而回到原來的平衡狀態，因此稱為「穩定平衡」。本探索中的實驗可以量化；例如使鳥嘴變長的操作中，把竹籤每次推動1.0cm；或使鳥翼變輕的操作中，使兩塊粘土每次都減少相同的質量，以使實驗更為精確。 <br> | ||
:#鳥嘴變長時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | :#鳥嘴變長時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | ||
:#鳥翼變輕時，重量減輕了且重心會升高，鳥將倒下且抵抗外力矩的能力降低。 | :#鳥翼變輕時，重量減輕了且重心會升高，鳥將倒下且抵抗外力矩的能力降低。 | ||
:#鳥翼張開時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | :#鳥翼張開時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | ||
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==教學目標== | ==教學目標== | ||
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本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。 | 本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。 | ||
:#知識上：學生能認知物體在平衡時，重心愈低愈易保持平衡。重心若在支點的下方，更容易維持平衡狀態。 | :#知識上：學生能認知物體在平衡時，重心愈低愈易保持平衡。重心若在支點的下方，更容易維持平衡狀態。 | ||
:#技能上：鼓勵學生動手做，體會定性或簡單的定量實驗、認識相關的科學現象與原理、使用簡單的工具與操作流程，引起學習動機而讓學生更喜歡科學。 | :#技能上：鼓勵學生動手做，體會定性或簡單的定量實驗、認識相關的科學現象與原理、使用簡單的工具與操作流程，引起學習動機而讓學生更喜歡科學。 | ||
:#情意上：使用身邊的器材與回收品，能讓學生重視環保議題與生活應用。本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。親子活動中，大人與孩童可以相互觀摩或競賽，讓人際關係更和諧。 | :#情意上：使用身邊的器材與回收品，能讓學生重視環保議題與生活應用。本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。親子活動中，大人與孩童可以相互觀摩或競賽，讓人際關係更和諧。 | ||
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==應用== | ==應用== | ||
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:#在科學：作為重心主題之探索活動。 | :#在科學：作為重心主題之探索活動。 | ||
:#在科技：衣架、天平與懸臂吊車，都是平衡鳥的應用實例。 | :#在科技：衣架、天平與懸臂吊車，都是平衡鳥的應用實例。 | ||
:#在藝術：紙牌、細鐡線與吸管都是很好的 | :#在藝術：紙牌、細鐡線與吸管都是很好的 | ||
| − | + | :*材料，用於設計平衡鳥很療癒，送禮自用兩相宜。 | |
| − | + | :*[http://jendo.org/uploadFiles/s4e/黃鈴諭/學習單-平衡鳥玩具.docx 學習單-平衡鳥玩具] | |
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==參考資料== | ==參考資料== | ||
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| + | ===平衡鳥玩具=== | ||
| + | 市面上有一種玩具：一隻鳥以尖嘴頂住一根桿子的頂端，鳥竟然能夠保持水平平衡。輕輕觸碰鳥的身體時，鳥兒只是微微晃動，並不容易傾倒，實在是太神奇了。 <br> | ||
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| + | #探究問題 <br> 平衡鳥保持平衡時，受到幾種力的作用？平衡鳥的重心在那裡？使用身邊的材料，我們如何設計平衡鳥造型？平衡鳥的原理在生活中有那些應用呢？<img src="http://science4everyone.net/file/%E8%95%AD%E8%81%BF%E7%A8%8B/wk02%20%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E9%B3%A5%E7%8E%A9%E5%85%B7%20-%201.jpg" width="480" ><img src="http://science4everyone.net/file/%E8%95%AD%E8%81%BF%E7%A8%8B/wk02%20%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E9%B3%A5%E7%8E%A9%E5%85%B7-2.jpg" width="480"><br> | ||
| + | #實作項目 | ||
| + | ##材料 <br> 長竹籤（40cm），塑膠球（直徑4cm），油粘土（20g），竹筷（20cm） | ||
| + | ##製作 <br> 把三支長竹籤貫穿塑膠球，在同一個平面上且成輻射狀；把油粘土揉成兩顆小球，分別粘在兩支竹籤的尾端；這個裝置即稱為平衡鳥玩具。 | ||
| + | ##操作 <br> 把一塊粘土製成三角錐並粘在桌上，又把一支竹筷插在粘土上成為支架。把平衡鳥的嘴尖（無粘土的竹籤尖端）放在竹筷的頂端，使平衡鳥保持水平而不倒。 | ||
| + | ###猜測：使鳥嘴變長（把第三支竹籤往前伸），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。 | ||
| + | ###猜測：使鳥翼變輕（把兩塊粘土的質量各減少一半），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。 | ||
| + | ###猜測：使鳥翼張開（把兩翼竹籤的夾角擴大）鳥的身體會站起來還是倒下去？。猜測後再實作並記錄。 | ||
| + | #分析與結論 <br>平衡鳥在平衡時，重心在支點（鳥嘴）的下方。類似掛在竹竿上的衣架，在輕微晃動時重心會升高，但是重力力矩會使重心往原來的位置移動，而回到原來的平衡狀態，因此稱為「穩定平衡」。本探索中的實驗可以量化；例如使鳥嘴變長的操作中，把竹籤每次推動0.5cm；或使鳥翼變輕的操作中，使兩塊粘土每次都減少相同的質量，以使實驗更為精確。 | ||
| + | ##鳥嘴變長時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | ||
| + | ##鳥翼變輕時，重量減輕了且重心會升高，鳥將倒下且抵抗外力矩的能力降低。 | ||
| + | ##鳥翼張開時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。 | ||
| + | #教學目標 | ||
| + | ##知識上：學生能認知物體在平衡時，重心愈低愈易保持平衡。重心若在支點的下方，更容易維持平衡狀態。 | ||
| + | ##技能上：鼓勵學生動手做，體會定性或簡單的定量實驗、認識相關的科學現象與原理、使用簡單的工具與操作流程，引起學習動機而讓學生更喜歡科學。 | ||
| + | ##情意上：使用身邊的器材與回收品，能讓學生重視環保議題與生活應用。本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。親子活動中，大人與孩童可以相互觀摩或競賽，讓人際關係更和諧。<br><img src="http://science4everyone.net/file/蕭聿程/wk02 平衡鳥玩具-3.jpg" width="480"> | ||
| + | #應用 <br>在科學：作為重心主題之探索活動。<br>在科技：衣架、天平與懸臂吊車，都是平衡鳥的應用實例。 <br>在藝術：紙牌、細鐡線與吸管都是很好的材料，用於設計平衡鳥很療癒，送禮自用兩相宜。 | ||
| + | #參考資料 | ||
| + | #學習單 | ||
| + | http://science4everyone.net/file/蕭聿程/學習單wk02%20平衡鳥玩具.pdf | ||
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於 2022年5月19日 (四) 06:32 的最新修訂
原作者：謝迺岳
關鍵詞：轉動慣量，能量轉換，防震設計
同義詞：小雞啄米，消防員玩具
附影片：平衡鳥玩具
市面上有一種玩具：一隻鳥以尖嘴頂住一根桿子的頂端，鳥竟然能夠保持水平平衡。輕輕觸碰鳥的身體時，鳥兒只是微微晃動，並不容易傾倒，實在是太神奇了。
探究問題
a.平衡鳥保持平衡時，受到幾種作用力？平衡鳥的重心在那裡？
b.使用身邊的材料，我們如何設計平衡鳥造型？
c.平衡鳥的原理在生活中有那些應用呢？
實作項目
- 材料
長竹籤（40cm），塑膠球（直徑4cm），油粘土（20g），竹筷（20cm） - 製作
把三支長竹籤貫穿塑膠球，在同一個平面上且成輻射狀；把油粘土揉成兩顆小球，分別粘在兩支竹籤的尾端；這個裝置即稱為平衡鳥玩具。 - 操作
把一塊粘土製成三角錐並粘在桌上，又把一支竹筷插在粘土上成為支架。把平衡鳥的嘴尖（無粘土的竹籤尖端）放在竹筷的頂端，使平衡鳥保持水平而不倒。
- 猜測：使鳥嘴變長（把第三支竹籤往前伸），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。
- 猜測：使鳥翼變輕（把兩塊粘土的質量各減少一半），鳥的身體會站起來還是倒下去？猜測後再實作並記錄。
- 猜測：使鳥翼張開（把兩翼竹籤的夾角擴大）鳥的身體會站起來還是倒下去？。猜測後再實作並記錄。
結果與討論
平衡鳥在平衡時，重心在支點（鳥嘴）的下方。類似掛在竹竿上的衣架，在輕微晃動時重心會升高，但是重力力矩會使重心往原來的位置移動，而回到原來的平衡狀態，因此稱為「穩定平衡」。本探索中的實驗可以量化；例如使鳥嘴變長的操作中，把竹籤每次推動1.0cm；或使鳥翼變輕的操作中，使兩塊粘土每次都減少相同的質量，以使實驗更為精確。
- 鳥嘴變長時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。
- 鳥翼變輕時，重量減輕了且重心會升高，鳥將倒下且抵抗外力矩的能力降低。
- 鳥翼張開時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。
教學目標
本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。
- 知識上：學生能認知物體在平衡時，重心愈低愈易保持平衡。重心若在支點的下方，更容易維持平衡狀態。
- 技能上：鼓勵學生動手做，體會定性或簡單的定量實驗、認識相關的科學現象與原理、使用簡單的工具與操作流程，引起學習動機而讓學生更喜歡科學。
- 情意上：使用身邊的器材與回收品，能讓學生重視環保議題與生活應用。本活動適合K~12的學生，在社區大學對各種年齡與教育程度的學員實施時也饒有趣味。親子活動中，大人與孩童可以相互觀摩或競賽，讓人際關係更和諧。
應用
- 在科學：作為重心主題之探索活動。
- 在科技：衣架、天平與懸臂吊車，都是平衡鳥的應用實例。
- 在藝術：紙牌、細鐡線與吸管都是很好的
- 材料，用於設計平衡鳥很療癒，送禮自用兩相宜。
- 學習單-平衡鳥玩具
