"動手學科學/物質科學II/活動內容與探究問題" 修訂間的差異
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<tr > | <tr > | ||
| − | <th >牛頓擺</th> | + | <th rowspan=2>牛頓擺</th> |
| − | <th >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，藉此來表示能量守恆，轉換成在日常生活中的實例。</th> | + | <th rowspan=2>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，藉此來表示能量守恆，轉換成在日常生活中的實例。</th> |
| − | <th> | + | <th>牛頓擺中，為何拿起第一顆球放開後，只有最後一顆球會往上擺</th> |
| − | <th> | + | <th>可以一次看兩顆，第一顆球與第二顆球質量相同，因此彈性碰撞之後速度會交換(v1=v,v2=0變成v1=0,v2=v)。接著同理，v2又變成0而v3變成v...直到最後一顆球以速度v彈起為止。</th> |
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| + | <th>如果牛頓擺失敗，可能的原因有哪些？</th> | ||
| + | <th>1.線的長度不同，小球無法互相擊中質心。<br/> | ||
| + | 2.小球之間質量不相同</th> | ||
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<th >鐘擺<br/>與滾珠</th> | <th >鐘擺<br/>與滾珠</th> | ||
<th>重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗，並讓孩子嘗試，從提問、假設、實作、驗證引導學員的實驗過程。</th> | <th>重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗，並讓孩子嘗試，從提問、假設、實作、驗證引導學員的實驗過程。</th> | ||
| − | <th> | + | <th>在碗裡放滾珠，為何來回高度差不多?甚麼原因導致高度有差?</th> |
| − | <th> | + | <th>珠子的能量前後接近守恆。滾動時無法避免的摩擦力導致能量損耗。</th> |
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<th >水草<br/>光合作用</th> | <th >水草<br/>光合作用</th> | ||
<th>在水族箱中置入水草(鹿角苔或氣泡草)，丟入CO<sub>2</sub>錠，並以水草燈照射，觀察水草冒泡</th> | <th>在水族箱中置入水草(鹿角苔或氣泡草)，丟入CO<sub>2</sub>錠，並以水草燈照射，觀察水草冒泡</th> | ||
| − | <th> | + | <th>為何要行光合作用?</th> |
| − | <th> | + | <th>將太陽的熱能轉成有機物質的化學能儲存，接著化學能再根據需求釋放出來維持生命機能。</th> |
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| − | <th >鐵條發熱</th> | + | <th rowspan=2>鐵條發熱</th> |
| − | <th>實驗用鐵鎚敲打，在敲打數下後，觸摸鐵條，探討能量的演進，推導出公式結果的理論，介紹各個能量單位。</th> | + | <th rowspan=2>實驗用鐵鎚敲打，在敲打數下後，觸摸鐵條，探討能量的演進，推導出公式結果的理論，介紹各個能量單位。</th> |
| − | <th> | + | <th>用鐵鎚敲擊鐵條，鐵條會發熱的原因是因為？</th> |
| − | <th> | + | <th>能量轉移、內部原子互相震動，造成摩擦</th> |
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| + | <th>鐵鎚敲擊造成鐵條變熱，符合甚麼定律？</th> | ||
| + | <th>能量守恆</th> | ||
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<th >爬不出<br/>的水</th> | <th >爬不出<br/>的水</th> | ||
<th>在水桶中加入8分滿的水，加熱實驗用空心彈簧，放入事先預備好的水中，利用彈簧吸水、排水以及轉動的角動量，使實驗用空心彈簧不斷旋轉。</th> | <th>在水桶中加入8分滿的水，加熱實驗用空心彈簧，放入事先預備好的水中，利用彈簧吸水、排水以及轉動的角動量，使實驗用空心彈簧不斷旋轉。</th> | ||
| − | <th> | + | <th></th> |
| − | <th> | + | <th></th> |
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| 行 89： | 行 101： | ||
<th >轉不停<br/>的葉片</th> | <th >轉不停<br/>的葉片</th> | ||
<th>利用實際現象證明，永動機不可能實現，證明此理論並不成立，也使用電磁學裏的冷次定律，延伸能量守恆定律的應用範圍。</th> | <th>利用實際現象證明，永動機不可能實現，證明此理論並不成立，也使用電磁學裏的冷次定律，延伸能量守恆定律的應用範圍。</th> | ||
| − | <th> | + | <th>孤立系統的熵可以減少嗎？這叫做什麼原理？</th> |
| − | <th> | + | <th>無法，熵增加原理(熱力學第二定律)</th> |
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| 行 117： | 行 129： | ||
<th >不倒酒瓶</th> | <th >不倒酒瓶</th> | ||
<th><img src='http://jendo.org/uploadFiles/s4e/黃鈴諭/不倒酒瓶.png' width=150 weight=* /></th> | <th><img src='http://jendo.org/uploadFiles/s4e/黃鈴諭/不倒酒瓶.png' width=150 weight=* /></th> | ||
| − | <th> | + | <th>請在圖中畫一條線（推測），通過「不倒酒瓶組」的重心與支撐點，並以文字加以說明。</th> |
| − | <th> | + | <th>兩者重心的重力對於支點會力矩平衡。</th> |
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| + | <th rowspan=4>夾百元</th> | ||
| + | <th rowspan=4>老師放下百元，讓學員夾百元<br/><img src='http://science4everyone.net/file/張又懿/夾百元_工作區域%201.png' width=* height=150 /></th> | ||
| + | <th>為什麼紙會向下飄呢？</th> | ||
| + | <th>因為有向下的重力</th> | ||
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| + | <th>為什麼紙張降落時不會直直落下呢？</th> | ||
| + | <th>跟紙的形狀有關，形狀對空氣阻力的影響很大，如果在真空中，則速度都是一樣的。</th> | ||
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| + | <th>若考慮一個真空環境紙張會更好接住嗎？</th> | ||
| + | <th>會，真空環境下，掉落的紙張就像一顆掉落的球一樣</th> | ||
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| − | <th > | + | <th>紙張與球哪個掉得快？</th> |
| − | <th> | + | <th>傳說1590年伽利略曾在義大利比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球同時落地，伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事，記載在他的學生維維亞尼在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》（1717年出版）一書中，但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗，歷史上一直存在著支持和反對兩種不同的看法。 1971年，阿波羅15號太空人在月球上同時丟下獵鷹羽毛與鐵鎚，證明伽利略理論正確。</th> |
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| − | <th >吹箭</th> | + | <th rowspan=2>吹箭</th> |
| − | <th>將細吸管前端加上黏土最為箭，將細吸管放入粗吸管，用力吹氣，就形成了吹箭</th> | + | <th rowspan=2>將細吸管前端加上黏土最為箭，將細吸管放入粗吸管，用力吹氣，就形成了吹箭</th> |
| − | <th> | + | <th>吹箭的製作要點是什麼？如何吹才能射得遠？</th> |
| − | <th> | + | <th>吹管的長度要控制適當，太短動能不足，太長使得阻力太大也會飛不遠。要飛的遠，吹管的射出角度也要控制適當。</th> |
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| + | <th>吹箭的裝置在現代有什麼應用價值？</th> | ||
| + | <th>主要為娛樂用途，就像射擊場一樣</th> | ||
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| − | <th >困難的行為</th> | + | <th rowspan=2>困難的行為</th> |
| − | <th>腳尖跟額頭靠在牆面，接著請其墊起腳尖。此動作做不出來。</th> | + | <th rowspan=2>腳尖跟額頭靠在牆面，接著請其墊起腳尖。此動作做不出來。</th> |
| − | <th> | + | <th>頭頂與腳尖靠著牆壁，為何無法墊腳尖</th> |
| − | <th> | + | <th>因為重心在腳尖後方，一翹腳尖，就會因為重心在後方而跌下來</th> |
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| + | <th>身體背部與後腳跟靠著牆壁，為何無法不翹腳尖蹲下</th> | ||
| + | <th>因為蹲下時，身體的構造為了平衡，以雙腳為重心點必須有部分在雙腳腳跟前方，部分在後放(屁股位置)，因此因為牆壁限制了屁股往後，所以只能翹腳尖</th> | ||
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| − | <th >射擊氣球</th> | + | <th rowspan=3>射擊氣球</th> |
| − | <th>長條氣球灌氣，在氣球一端約5cm處纏上三圈的水電膠布，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</th> | + | <th rowspan=3>長條氣球灌氣，在氣球一端約5cm處纏上三圈的水電膠布，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</th> |
| − | <th> | + | <th>單純的長條氣球，為何射不直？</th> |
| − | <th> | + | <th>空氣阻力的影響，會造成頭尾亂跑。</th> |
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| + | <th>在氣球前方加上膠帶後，為何飛行路徑就會變直？</th> | ||
| + | <th>氣球前方慣性變大，空氣阻力較難改變其運動方向，因此後方未纏膠帶慣性較小的部分，便只能跟著前方前進。</th> | ||
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| + | <th>生活中，有什麼類似射擊氣球飛行軌跡的休閒運動？</th> | ||
| + | <th>羽毛球、踢毽子等。</th> | ||
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<th >不規則<br/>的平衡</th> | <th >不規則<br/>的平衡</th> | ||
| − | <th>在一不規則的物體，並在其兩個端點黏上一條細線，拉起直線，使物體自由下墜，待停止不動便能找到第一條延伸自細線的直線，將此直線畫在物體上，隨後也在利用第二條細線以同樣方法畫出第二條直線，兩直線會交於一點，用手指在此點往上頂，便能讓此體呈現平衡/th> | + | <th>在一不規則的物體，並在其兩個端點黏上一條細線，拉起直線，使物體自由下墜，待停止不動便能找到第一條延伸自細線的直線，將此直線畫在物體上，隨後也在利用第二條細線以同樣方法畫出第二條直線，兩直線會交於一點，用手指在此點往上頂，便能讓此體呈現平衡</th> |
<th>解答</th> | <th>解答</th> | ||
<th>解答</th> | <th>解答</th> | ||
| 行 188： | 行 234： | ||
<th >不同重<br/>也能平衡</th> | <th >不同重<br/>也能平衡</th> | ||
<th>將一個竿子中隨機設立一個支點，並透過微調兩側的重量達到其平衡</th> | <th>將一個竿子中隨機設立一個支點，並透過微調兩側的重量達到其平衡</th> | ||
| − | <th> | + | <th>生活中有哪些利用槓桿原理的例子？</th> |
| − | <th> | + | <th>指甲刀、開罐器、掃把、筷子</th> |
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於 2022年9月2日 (五) 07:15 的修訂
| 活動名稱 | 活動內容 | 探究問題 | 解答 |
|---|---|---|---|
| 牛頓擺 | 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，藉此來表示能量守恆，轉換成在日常生活中的實例。 | 牛頓擺中，為何拿起第一顆球放開後，只有最後一顆球會往上擺 | 可以一次看兩顆，第一顆球與第二顆球質量相同，因此彈性碰撞之後速度會交換(v1=v,v2=0變成v1=0,v2=v)。接著同理，v2又變成0而v3變成v...直到最後一顆球以速度v彈起為止。 |
| 如果牛頓擺失敗，可能的原因有哪些？ | 1.線的長度不同，小球無法互相擊中質心。 2.小球之間質量不相同 |
||
| 鐘擺 與滾珠 |
重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗，並讓孩子嘗試，從提問、假設、實作、驗證引導學員的實驗過程。 | 在碗裡放滾珠，為何來回高度差不多?甚麼原因導致高度有差? | 珠子的能量前後接近守恆。滾動時無法避免的摩擦力導致能量損耗。 |
| 史特林 馬達 |
將裝有熱水容器放置史特林引擎的下方，史特林引擎內空氣會因受熱膨脹，而膨脹之後遇到冷空氣後又收縮，並將這轉換過程轉換成動能帶動飛輪 | 解答 | 解答 |
| 電解水 | 水(H2O)被直流電電解生成氫氣和氧氣的過程被稱為電解水，電流通過水（H2O）時，在陰極通過還原水形成氫氣（H2）。 在陽極則通過氧化水形成氧氣（O2），氫氣生成量大約是氧氣的兩倍，電解水是取代蒸汽重整制氫的下一代製備氫燃料方法。 | 解答 | 解答 |
| 光轉機 | 光能轉換成動能 | 解答 | 解答 |
| 電磁爐 | 電能轉熱能，藉由加熱空氣使鋁箔有上升動力 | 解答 | 解答 |
| 水火箭 | 將寶特瓶用三根竹筷做成火箭本體，在寶特瓶中放入小蘇打與水，在塑膠試管中放入檸檬酸，將試管丟入寶特瓶中，用橡膠塞塞住瓶口，倒轉後等待發射 | 解答 | 解答 |
| 水草 光合作用 |
在水族箱中置入水草(鹿角苔或氣泡草)，丟入CO2錠，並以水草燈照射，觀察水草冒泡 | 為何要行光合作用? | 將太陽的熱能轉成有機物質的化學能儲存，接著化學能再根據需求釋放出來維持生命機能。 |
| 竹筷槍 | 用竹筷、橡皮筋製作槍，並用竹筷槍射擊橡皮筋 | 解答 | 解答 |
| 啄木鳥 | 放下鳥體，鳥體緩慢落下 |
解答 | 解答 |
| 鐵條發熱 | 實驗用鐵鎚敲打，在敲打數下後，觸摸鐵條，探討能量的演進，推導出公式結果的理論，介紹各個能量單位。 | 用鐵鎚敲擊鐵條，鐵條會發熱的原因是因為？ | 能量轉移、內部原子互相震動，造成摩擦 |
| 鐵鎚敲擊造成鐵條變熱，符合甚麼定律？ | 能量守恆 | ||
| 爬不出 的水 |
在水桶中加入8分滿的水，加熱實驗用空心彈簧，放入事先預備好的水中，利用彈簧吸水、排水以及轉動的角動量，使實驗用空心彈簧不斷旋轉。 | ||
| 轉不停 的葉片 |
利用實際現象證明，永動機不可能實現，證明此理論並不成立，也使用電磁學裏的冷次定律，延伸能量守恆定律的應用範圍。 | 孤立系統的熵可以減少嗎？這叫做什麼原理？ | 無法，熵增加原理(熱力學第二定律) |
| 漂浮鐵鎚 |  |
解答 | 解答 |
| 竹籤 平衡鳥 |
 |
解答 | 解答 |
| 射紙牌 | 調動手指，扭曲紙牌後拋出，紙牌能穩定在空中飛行一段時間 | 解答 | 解答 |
| 不倒酒瓶 |  |
請在圖中畫一條線（推測），通過「不倒酒瓶組」的重心與支撐點，並以文字加以說明。 | 兩者重心的重力對於支點會力矩平衡。 |
| 夾百元 | 老師放下百元，讓學員夾百元 |
為什麼紙會向下飄呢？ | 因為有向下的重力 |
| 為什麼紙張降落時不會直直落下呢？ | 跟紙的形狀有關，形狀對空氣阻力的影響很大，如果在真空中，則速度都是一樣的。 | ||
| 若考慮一個真空環境紙張會更好接住嗎？ | 會，真空環境下，掉落的紙張就像一顆掉落的球一樣 | ||
| 紙張與球哪個掉得快？ | 傳說1590年伽利略曾在義大利比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球同時落地，伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事，記載在他的學生維維亞尼在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》（1717年出版）一書中，但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗，歷史上一直存在著支持和反對兩種不同的看法。 1971年，阿波羅15號太空人在月球上同時丟下獵鷹羽毛與鐵鎚，證明伽利略理論正確。 | ||
| 憤怒鳥 | 就是用衣架做彈弓，射出保麗龍球 |
解答 | 解答 |
| 吹箭 | 將細吸管前端加上黏土最為箭，將細吸管放入粗吸管，用力吹氣，就形成了吹箭 | 吹箭的製作要點是什麼？如何吹才能射得遠？ | 吹管的長度要控制適當，太短動能不足，太長使得阻力太大也會飛不遠。要飛的遠，吹管的射出角度也要控制適當。 |
| 吹箭的裝置在現代有什麼應用價值？ | 主要為娛樂用途，就像射擊場一樣 | ||
| 困難的行為 | 腳尖跟額頭靠在牆面，接著請其墊起腳尖。此動作做不出來。 | 頭頂與腳尖靠著牆壁，為何無法墊腳尖 | 因為重心在腳尖後方，一翹腳尖，就會因為重心在後方而跌下來 |
| 身體背部與後腳跟靠著牆壁，為何無法不翹腳尖蹲下 | 因為蹲下時，身體的構造為了平衡，以雙腳為重心點必須有部分在雙腳腳跟前方，部分在後放(屁股位置)，因此因為牆壁限制了屁股往後，所以只能翹腳尖 | ||
| 鐵絲 平衡鳥 |
將鐵絲製作成平衡鳥 | 解答 | 解答 |
| 射擊氣球 | 長條氣球灌氣，在氣球一端約5cm處纏上三圈的水電膠布，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 | 單純的長條氣球，為何射不直？ | 空氣阻力的影響，會造成頭尾亂跑。 |
| 在氣球前方加上膠帶後，為何飛行路徑就會變直？ | 氣球前方慣性變大，空氣阻力較難改變其運動方向，因此後方未纏膠帶慣性較小的部分，便只能跟著前方前進。 | ||
| 生活中，有什麼類似射擊氣球飛行軌跡的休閒運動？ | 羽毛球、踢毽子等。 | ||
| 不規則 的平衡 |
在一不規則的物體，並在其兩個端點黏上一條細線，拉起直線，使物體自由下墜，待停止不動便能找到第一條延伸自細線的直線，將此直線畫在物體上，隨後也在利用第二條細線以同樣方法畫出第二條直線，兩直線會交於一點，用手指在此點往上頂，便能讓此體呈現平衡 | 解答 | 解答 |
| 竹蜻蜓 | 以打包帶與簡單的吸管製作成為竹蜻蜓 |
解答 | 解答 |
| 壓縮彈簧 | 表演將彈簧壓縮，與將彈簧拉長，請同學觀察彈簧受多少力 | 解答 | 解答 |
| 不同重 也能平衡 |
將一個竿子中隨機設立一個支點，並透過微調兩側的重量達到其平衡 | 生活中有哪些利用槓桿原理的例子？ | 指甲刀、開罐器、掃把、筷子 |
| 投石器 | 運用槓桿原理將物體拋出 | 解答 | 解答 |
| 雙管噴水 | 兩支吸管都插在瓶內，然後用手(或粘土)封住瓶口，對其中一支吸管吹氣，增加瓶內的氣壓，水就會從另一支吸管中跑出來。 | 解答 | 解答 |
| 玩水1 | 一吸管插在瓶內，用手封住瓶口，對吸管吹氣，增加瓶內的氣壓，水就會跑出來。 | 解答 | 解答 |
| 玩水3 | 用手指封住吸管口(但不要封緊)，在寶特瓶內使吸管上下快速運動，水就會噴出來。原因是往上移動吸管時，空氣不易流入管內；往下移動吸管時，水容易擠入管內；因此運動數次後，水就會從管口噴出。 | 解答 | 解答 |
| 玩水2 | 吸管下方接有水的臉盆，甩動吸管上方開口，水會逆行噴出 https://youtube.com/watch?v=239nBMLjZQ8 |
解答 | 解答 |
| 憤怒鳥 | 就是用衣架做彈弓，射出保麗龍球 |
解答 | 解答 |
| Led燈 組裝 |
使用紅黑色單芯線以及快接頭，將紅、藍、綠 LED 燈，分別與電池座並聯，並且分別在紅色 LED 燈與綠色 LED 燈前各串聯一顆 10 歐姆的電阻。最後用衣夾將電路組固定在一個可以將色光三原色聚集的容器上。 | 解答 | 解答 |
| 彩色磁鐵 | 介紹永久磁鐵的特性以及其中的科學原理 | 解答 | 解答 |
| 懸浮賽馬 | 使用磁鐵的斥力，讓筆芯在旋轉時的阻力減弱，並且固定在適當的位置。此時可以在筆芯中央的圖片上看見奔跑中的賽馬 | 解答 | 解答 |
| 指北針 | 自製指北針，幫助學員探討磁鐵與生活當中的的應用 | 解答 | 解答 |
| 磁力 觀察片 |
使用磁力觀察片觀察磁鐵內部的排列方式 | 解答 | 解答 |
| 小怪物 | 自製磁鐵實驗，使用單極多面磁鐵片的特性，讓具有同樣特性的小怪物人偶在單極多面磁鐵製作的軌道上移動。 | 解答 | 解答 |
| 懸浮磁鐵 | 如何在不使用手輔助的情況下使得磁鐵懸浮半空中？自製懸浮磁鐵 | 解答 | 解答 |
| 全影 與半影 |
用上面的 LED 燈組，將一個輪廓清楚的物體擋在色光的前方，擋出影子，並觀察全影與半影。 | 解答 | 解答 |
