動手學科學/物質科學/2022公開課/力、運動與形變

課程日期2022.3.2

力看不見，如何研究？

1. 亞里斯多德
2. 伽俐略
3. 牛頓
4. 虎克

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• 課前準備

  使用260長條氣球，取一半長度，灌氣後備用，展示給孩子看，讓孩子期待玩氣球

• 請一位較活潑的同學到前方，假裝要將他的頭拔起來放在旁邊
  • 說法：我們將這同學的頭拔起來放在旁邊這個位置，同學的頭浮在這個地方，假設沒有地球引力，假設沒有空氣，我們從後方(將手掌假裝從後方往前揮)往這個頭巴下去，各位覺得這顆頭會往哪個地方飛？
  • 用這個假想例子開始討論力的方向性。
• 請另一位較活潑的同學到前方，請他背對著你(最好是男生)
  • 說法：我在這位同學後面，抬起腳往他屁股踢過去(將腿抬起假裝要踢下去)，請問這位同學會發生甚麼事？
  • 說明受力的瞬間會產生速度變化的過程
• 請一位瘦瘦的同學到前方，老師站在他的旁邊
  • 說法：假設旁邊這位超胖的同學，跟我這位超瘦的帥哥，站在這個位置，假設後方有兩台一樣的跑車，用一樣的速度與方向，各自撞到我們兩位，請問誰的速度增加量比較大？
• 用左手握住長條氣球約3/1的位置，右手用食指往這1/3的尾端戳進去，打開左手氣球飛出
  • 說法：同學，學會射擊此氣球火箭的方法，並觀察此氣球的飛行模式，等會練習10分鐘後，在這條線後，用氣球射到我的人，有獎品
  • 10分鐘後待同學射擊完，與孩子討論為何氣球無法直線前進，而是亂飛，並討論直線前進的方法，同時說明直線運動的特性(牛頓第二運動定律)
• 在氣球一端約5cm處纏上三圈的水電膠布，讓孩子再試著發射看看
  • 等同學射擊完後，與孩子討論為何一邊加重後，火箭突然可以射得又遠又直，並討論慣性的問題(牛頓第一運動定律)
• 各位可以兩兩互相比拚力氣，但重點是要找出兩者可以平衡時的最大力氣，並感受其力的方向與大小
  • 等同學互推完，討論兩者使用力氣的大小，並推論作用力等於反作用力(牛頓第三運動定律)