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| | ===目的=== | | ===目的=== |
| | 用簡單的實驗與勞作，加上生活中的體驗，讓同學們了解物理中的重心、動能、位能、加速度。 | | 用簡單的實驗與勞作，加上生活中的體驗，讓同學們了解物理中的重心、動能、位能、加速度。 |
| − | <img src='http://jendo.org/~%E5%BC%B5%E5%8F%88%E6%87%BF/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E9%B3%A5.png'> | + | <img src='http://jendo.org/~張又懿/平衡鳥.png'> |
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| | ===原理=== | | ===原理=== |
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| | 當重量不對稱，重心就會變成是重的那一邊，那麼也達不到將重心聚集於支撐點下方的狀態，整個黏土平衡就會變得不穩定。 | | 當重量不對稱，重心就會變成是重的那一邊，那麼也達不到將重心聚集於支撐點下方的狀態，整個黏土平衡就會變得不穩定。 |
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| − | <img src='http://jendo.org/~%E5%BC%B5%E5%8F%88%E6%87%BF/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E9%B3%A5%E4%BD%9C%E7%94%A8%E5%9C%96.png' height='700'> | + | <img src='http://jendo.org/~張又懿/平衡鳥作用圖.png' height='700'> |
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| | ===活動=== | | ===活動=== |
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| | show=問題探究 | | show=問題探究 |
| | </s4e> | | </s4e> |
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| − | ===平衡鳥玩具===
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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 <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>
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| − | #實作項目
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| − | ##材料 <br> 長竹籤（40cm），塑膠球（直徑4cm），油粘土（20g），竹筷（20cm）
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| − | ##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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| − | ##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。
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| − | ###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。
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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。
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| − | ###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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| − | #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。
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| − | ##鳥嘴變長時，重心會升高，鳥將倒下且平衡趨於不穩定。
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| − | ##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。
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| − | ##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
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| − | ##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。
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| − | ##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。
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| − | ##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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| − | <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%B7-3.jpg"width="480">
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| − | #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。
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| − | #參考資料
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原始設計者：張鈞祺;張又懿
目的
用簡單的實驗與勞作，加上生活中的體驗，讓同學們了解物理中的重心、動能、位能、加速度。
原理
重心
因為平衡黏土的重心位置，已經低於支撐點的高度了，而物體會偏向重心，所以它可以”穩當當”的在我們的黏土支點上了。
就像在課堂上所提到的腳踏車一樣，因為重心在支撐點之下，所以腳踏車與黏土就可以利用小小的支點，取得一個完美的平衡。
影響：黏土平衡幾乎偏向重的那一邊，接著就會滑下來，除非將黏土插在正下方。
當重量不對稱，重心就會變成是重的那一邊，那麼也達不到將重心聚集於支撐點下方的狀態，整個黏土平衡就會變得不穩定。
活動
紙製平衡鳥
/平衡鳥/紙平衡鳥.jpg)
準備材料
- 雲彩紙
- 竹籤
- 剪刀
- 膠帶
- 原子筆
製作步驟
- 將雲彩紙對折，並且畫上圖案
- 決定支點
- 將竹籤貼在支點上
黏土平衡鳥
/平衡鳥/黏土平衡鳥1.JPG)
準備材料
- 竹籤
- 剪刀
- 膠帶
- 原子筆
- 黏土
製作步驟
情境短片
探究問題
1.生活中有什麼地方能看到能量的傳遞？
- Ans:
- 冬天手摸著金屬製品，金屬製品變得會隨著時間變得不冷(體溫傳導能量到金屬製品裡，使它的溫度升高)
- 手機充電(能量以電的形式從插座傳遞到手機裡)
2.請舉例，生活中的平衡現象
- Ans:
3.為什麼平衡鳥只需要一個支點，就能好好的站著？
- Ans: 因為平衡黏土的重心位置，已經低於支撐點的高度了，而物體會偏向重心，形成兩股相對的力量，互相抵銷，形成平衡，所以它可以”穩當當”的在我們的黏土支點上了。
4.請在下方的平衡鳥圖中，分別標出重心、支撐點、中心點的位置。
- Ans:
