"小蝦米對抗大鯨魚" 修訂間的差異

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指導老師:羅芳晁 老師
 
  
 
==活動設計==
 
==活動設計==

於 2022年7月6日 (三) 05:28 的最新修訂


原始設計者:何依庭

簡介:

剪刀根據刀片和握把處比例的不同,將影響其運用於不同的地方,如一般剪紙的剪刀、剪花刀、剪布刀;在公園裡常見的翹翹板,一瘦一胖的人分別做在兩端,只要調整與中間距離遠近的座位,即可運用槓桿原理達到平衡。


活動設計

一、目的

剪刀根據刀片和握把處比例的不同,將影響其運用於不同的地方,如一般剪紙的剪刀、剪花刀、剪布刀;在公園裡常見的翹翹板,一瘦一胖的人分別做在兩端,只要調整與中間距離遠近的座位,即可以達到平衡-這些生活應用都是運用槓桿原理完成的,生活中看似不可能完成的事,透過槓桿原理都有可能實現,因此希望透過簡單的趣味科學活動,藉此觀察實作,以學習槓桿的簡單機械原理。

二、原理

槓桿原理是在一個支點上放上槓桿,根據支點、施力點、抗力點的對應位置,可分為三種類型:

  • 第一類槓桿:當施力點和抗力點分別在支點的兩邊,根據三者之間的對應位置,可能省力/不省力、或費力/不費力,例如翹翹板、天平;
  • 第二類槓桿:當施力點和抗力點在支點的同一側,且前者的距離離支點較近時,會省力,例如開瓶器;
  • 第三類槓桿:當施力點和抗力點在支點的同一側,且前者的距離離支點較遠時,會費力但有效率,例如筷子、釘書機。

根據活動設計內容,將第 1 根火柴棒

(A)放於桌子邊緣,使其一半在桌上、一半懸空,以中間作為支點;
第 2 根火柴(B)棒橫卡在繩子中間,會被附有重物的繩子緊緊夾住;第 3 根火柴
(C)棒斜放在前兩根火柴棒的中間,作為支撐平衡的角色,此時所有的力都會集中在桌子邊緣的交界點上,才使得火柴棒可支撐起重物。

三、活動

(一)場地 室內空間。

(二)使用器材

  1. 桌子 1 張(至少高度 75 公分以上)
  2. 繩子 1 條(至少 90 公分以上)(棉線或較粗的繩子)
  3. 火柴棒 3 根
  4. 重物 1 個
  5. 瓶裝水 1-10 個(500 毫升/個)

(三)活動說明

先準備將繩子綁在水瓶口處後,將兩端環綁打結。接著準備將 A 火柴棒露出一半放在桌子的邊緣,先把重物壓在火柴棒上,另一半懸空的火柴棒上掛上綁住水瓶的繩子,接著將 B 火柴棒橫卡在繩子中間,最後將 C 火柴棒斜放在前兩根火柴棒的中間,再拿起壓住第 1 根火柴的重物,即可觀察到火柴棒可撐起水壺,試看看最多可撐起幾個重物。

(四)活動流程

  1. 預計時間:約 60 分鐘
  2. 引起動機:準備剪刀/剪花刀/剪布刀、釘書機、鑷子,請大家分辨出支點、施力點、抗力點,再帶出槓桿原理於生活應用隨處可見,以及阿基米德撐起地球支點的故事,最後提問是否覺得有可能用火柴棒撐起重物。(20 分鐘)
  3. 實際操作:請學習者試著操作看看,是否能利用 3 根火柴棒吊起瓶裝水?以及能增加到幾個瓶裝水?(詳見活動說明)(30 分鐘)
  4. 原理說明(10 分鐘)
  5. 探究問題:
    ✓ 用火柴棒能吊起重物,那麼利用不同長度、形狀的物件是否也能吊起重物呢?(火柴棒-短、長方體;免洗筷-長、扁平)
    ✓ 物件的長度/粗細、繩子的長度/粗細、繩子受物件長度所造成的寬度(夾屌)等,是否有影響?
    ✓ 根據不同物件的特性,能吊起的數量是否也會不同?(若有準備上述物件,亦可拉長活動時間進行實作)

(五)活動示意圖