"動手學科學/物質科學/2022公開課/能量轉換與能量守恆(二)" 修訂間的差異

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(觀念說明)
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STEP2--擺不停
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故事:牛頓發現慣性的故事(推車)
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動作:拿出牛頓擺,讓同學觀察牛頓擺的運作過程,1顆、2顆、3顆球的狀態
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討論:在過程中,延伸伽利略的實驗,討論兩者間的相同之處(位能與動能的互換)
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STEP3--燃燒的要素
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故事:從燃素說講到拉瓦節鐘罩實驗破解,導出質量守恆
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發問:拉瓦節的鐘罩實驗,所導出的質量守恆,對世界有何貢獻
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動作:製作電解水實驗,並讓氫氣爆炸
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討論:利用電解水的氫氣與氧氣,來將質量守恆與物質不滅訴說清楚後,再討論那燃燒的熱從何而來
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STEP4--燃燒的機器
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故事:講述瓦特發明外燃機的過程,與外燃機的功能(熱能轉換成機械能)
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動作:接著拿出內燃機的模型,講解內燃機的構造與兩者的差別
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討論:利用此故事,講到熱能也轉換成動能
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STEP5--鐵條發熱
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故事:從熱質說(熱不會增加也不會減少)的出現講到焦耳實驗(機械能轉換成熱能)
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動作:故事後,請同學實驗用鐵鎚敲打,在敲打數下後,觸摸鐵條
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發問:為何敲打會造成發熱,並詢問何時會用到此動作
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討論:說明鐵條為何發熱,討論焦耳實驗對世界的影響,並帶入動能轉換成熱能的現象,並帶入能量的計算與單位的表示,接著完整說明能量守恆的內容
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STEP6--爬不出的水
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故事:世紀永動機的詐騙
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動作:使用數張衛生紙與數個杯子,設計毛細現象永動機的概念
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討論:說明此永動機不可能成功,毛細現象無法將水帶到高處容器中,接著帶入熵與亂度的概念
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STEP7--轉不停的葉片
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故事:世紀永動機的詐騙2
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動作:使用磁鐵,冷次定律,所製作的永動機
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討論:說明此永動機不可能成功,並更詳細且生活化的說明最大亂度的概念
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於 2022年4月7日 (四) 07:57 的修訂

觀念說明

能量守恆

熱值說

課程目標: 簡述能量單位、能量守恆、能量互換 從能量守恆的歷史開始說起 STEP1--永恆的故事 故事:泰勒斯認為永恆不變的是水 動作:重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗,並讓孩子嘗試 發問:鐘擺的高度為何來回高度差不多,珠子在大碗中的滾動,來回高度差不多? 討論:將過程引導至加速度、時間變化量、速度變化量、重力

STEP8--一氣呵成 從直線運動公式F=ma,討論到動能的定義W=FS,接著說明焦耳與卡的互換,最後闡述各種能量其實是可以互換的

活動流程

. STEP2--擺不停 故事:牛頓發現慣性的故事(推車) 動作:拿出牛頓擺,讓同學觀察牛頓擺的運作過程,1顆、2顆、3顆球的狀態 發問:牛頓擺的運作原理? 討論:在過程中,延伸伽利略的實驗,討論兩者間的相同之處(位能與動能的互換) . STEP3--燃燒的要素 故事:從燃素說講到拉瓦節鐘罩實驗破解,導出質量守恆 發問:拉瓦節的鐘罩實驗,所導出的質量守恆,對世界有何貢獻 動作:製作電解水實驗,並讓氫氣爆炸 討論:利用電解水的氫氣與氧氣,來將質量守恆與物質不滅訴說清楚後,再討論那燃燒的熱從何而來 . STEP4--燃燒的機器 故事:講述瓦特發明外燃機的過程,與外燃機的功能(熱能轉換成機械能) 動作:接著拿出內燃機的模型,講解內燃機的構造與兩者的差別 討論:利用此故事,講到熱能也轉換成動能 . STEP5--鐵條發熱 故事:從熱質說(熱不會增加也不會減少)的出現講到焦耳實驗(機械能轉換成熱能) 動作:故事後,請同學實驗用鐵鎚敲打,在敲打數下後,觸摸鐵條 發問:為何敲打會造成發熱,並詢問何時會用到此動作 討論:說明鐵條為何發熱,討論焦耳實驗對世界的影響,並帶入動能轉換成熱能的現象,並帶入能量的計算與單位的表示,接著完整說明能量守恆的內容 . STEP6--爬不出的水 故事:世紀永動機的詐騙 動作:使用數張衛生紙與數個杯子,設計毛細現象永動機的概念 討論:說明此永動機不可能成功,毛細現象無法將水帶到高處容器中,接著帶入熵與亂度的概念 . STEP7--轉不停的葉片 故事:世紀永動機的詐騙2 動作:使用磁鐵,冷次定律,所製作的永動機 討論:說明此永動機不可能成功,並更詳細且生活化的說明最大亂度的概念 .