2013年4月16日 星期二
2013年3月12日 星期二
1-3摩擦力
1-3摩擦力
圖片說明:p18.19
•學生踢球:球受力後會開始滾動,但是滾動中的球又會慢慢停下來,表示物體在滾動的過程中應該是受到其他力量的阻擋,而使物體停止運動,而唯一能阻擋球繼續運動的,就只有球所接觸到的地面,可見在球與地面接觸的地方會產生影響球運動的力量。
•摩擦力大小裝置:利用固定角度的斜坡,接下來則把玩具車放到斜坡的最頂端,讓玩具車在鬆手後能因重力自動滑下,而使玩具車在相同的受力條件下開始移動,當玩具車停止移動後,測量玩具車的移動距離,依序在不同的地面進行實驗,比較地面的材質對玩具車移動結果的影響。
討論:
•玩具車的移動距離與地面的材質有什麼關係?
當地面愈光滑的時候,玩具車的移動距離會比較長;當地面愈粗糙的時候,玩具車的移動距離會較短。
•在玩具車不易移動的地面,要怎麼做才能增加玩具車移動的距離?
將斜坡的角度增高,使玩具車下滑的速度變快。
圖片說明:p20.21
•運動鞋底部紋路:鞋子底部的紋路設計,就是為了增加摩擦力,保持行走的安全。
•樓梯防滑瓷磚:樓梯的邊緣設置防滑瓷磚,可以增加鞋子和地板間的摩擦力,避免不小心摔倒。
•寶特瓶瓶蓋:寶特瓶瓶蓋上的溝紋,可使瓶蓋表面較粗糙,增加摩擦力,如此即使手溼溼的,也不會因為瓶蓋平滑而無法打開。
•在門栓上油:門栓加潤滑油,使接觸面較光滑,減少摩擦力,開門較省力。
•房屋搬遷:在房子底下墊上鋼管,利用鋼管滾動來搬遷房子,是以滾動摩擦代替滑動摩擦,例如:古埃及人建造金字塔時,就利用樹幹作為滾輪搬運大石頭。
•指紋的生理結構:人體的皮膚係由表皮、真皮與皮下組織所構成,表皮在皮膚的最上層,是一種複層扁平上皮組織,一般厚度為0.07mm至0.12mm。手掌面、手指面及腳底的表皮,係由角質層、透明層、顆粒層、棘狀層及生發層等五層細胞構成的,且其表面呈現複雜、突出的紋線,具有抵抗溜滑作用,以便緊握物體,或於迅速奔跑跳躍時不致於滑跌。
補充資料
※影響摩擦力大小的原因
1、接觸面的性質:接觸面粗糙則摩擦力大,接觸面光滑則摩擦力小。例如:粗砂紙摩擦力較細砂紙大。
2、作用於接觸面的力:接觸面的力愈大,摩擦力愈大,接觸面的力愈小,摩擦力愈小。例如:卡車的重量比小汽車重,所於和地面的作用也相對較大,故卡車較不容易起動。
物體在平滑的表面會比粗糙的表面容易滑動,這是因為粗糙的表面會增加摩擦力,而摩擦力會使得物體的移動變慢。
※生活中和摩擦力有關的現象和設計
1、汽車的輪胎上有凹凸的紋路,目的就是希望車輪與地面接觸時能增加摩擦力,使車子在柏油路上不會打滑。輪胎的胎紋除了可以增加摩擦力之外,不同的胎紋設計還有不同的功能,例如:公共汽車所使用的輪胎,胎紋為鋸齒狀,可以減少車輛的噪音;農業用的曳引機所使用的輪胎,胎紋為斜牙紋,可以減少泥土和泥漿的黏附。
2、我們手上的指紋就如同車子輪胎的花紋一樣,都可以用來增加摩擦力,方便我們的手指拿起較細小的東西。
3、我們走路時,鞋底對地面向後施力,因摩擦而產生向前的作用力,因此得以行走。如果改在冰面上步行時,則因摩擦力過小而難於走動。
4、拿筷子挾菜時,筷子之表面必須稍微粗糙不宜太光滑,才能靠摩擦力幫忙把菜送入口中。
5、磨刀石與刀子間適當的摩擦力,才能使刀子磨得又快又亮。
6、汽車也是利用輪胎與地面之間的摩擦力而得以行進。當汽車的引擎運轉時,帶動輪子轉動,輪子和地面的接觸點對地面向後施力,因此輪子獲得一向前的摩擦力,推動汽車前進。如果車輪與地面沒有摩擦力,車輪只會在原地轉動而無法前進,所以輪胎上需要有凹凹凸凸的胎紋。
7、有許多機械的設計也都利用摩擦來傳遞動力,例如:汽車內的飛輪是利用皮帶和輪槽間的摩擦來傳動,用於驅動風扇、發電機等。為避免打滑,這些皮帶的內面還鑄成齒狀,以增強摩擦。
8、比賽跑步時所穿的釘鞋,鞋底的釘鞋是為了增加摩擦力,避免跑步時滑倒,並增加向前衝的效果。
9、汽車在雪地行駛時,在輪胎外加掛鐵鍊可以增加摩擦力,鐵鍊的內徑由一組鐵鍊以車輪的圓心固定,摩擦鍊橫跨過輪胎面,以另外一組鐵鍊固定,但鐵鍊結不可以太多,以免車輪太重而無法轉動。
※減少摩擦力的方法
摩擦力的存在,有時會造成生活上的不便,例如:推動重物時需要用較大的力氣,才能克服地面與物體間的摩擦力,使物體移動;機械齒輪會因為摩擦產生損耗,減少機械的使用壽命。
1、增加接觸面的光滑程度,例如:加潤滑油,使接觸面較光滑。
2、以滾動摩擦代替滑動摩擦,例如:古埃及人建造金字塔時,樹幹作為滾輪搬運大石頭;或是伐木時,會在地上鋪上圓木,再利用木馬在圓木上移動裁切好的木頭。
3、採用流線型的設計,減少連動體和流體(水、空氣等)的摩擦,例如:魚的外形、車子的外形。
2013年3月1日 星期五
2013年2月26日 星期二
1-2力的測量
1-2力的測量
圖片說明:p10-13
•海灘球:海灘球受力會壓扁,因而出現形變,但是可以發現海灘球稍微受力就會出現凹陷,而且力量集中處較明顯,所以並不適合作為測量力的工具。
•彈簧下端掛釘書機:彈簧受力會伸長,可以提示學生,如果在彈簧下掛不同重量的物體,彈簧的伸長情形會較有規則性變化,比較適合作為測量力的工具。
•橡皮筋:橡皮筋受力會伸長,如果在橡皮筋下掛不同重量的物體,橡皮筋的伸長情形不易有規則性變化,同時橡皮筋容易因老化而斷裂,不如彈簧堅固。
•測量彈簧受力的大小裝置:將尺和彈簧垂直的固定在支架上,此時要先提醒學生先記錄彈簧原來的位置,當依序掛上不同的砝碼數量時,要扣除原有的彈簧長度,只求出彈簧伸長長度。
•彈簧秤內部有彈簧構造:在物體能恢復原狀的範圍內,所施的力愈大,物體形狀的改變就愈大,這樣的關係就稱為「虎克定律」。彈簧秤、磅秤等工具都是利用虎克定律的原理所製成。虎克定律是由英國的科學家羅伯特虎克(Robert
Hooke,西元1635~1672年)提出的理論,他發現:「彈性的物體,在其彈性限度內,所受的力愈大,物
體的形狀改變就愈大。」即力的大小與其長度的改變量(伸長量)成正比。
•磅秤:市場中常見的另一種彈簧秤,頂端有個盤子,彈簧藏在盤子底下。當秤重的物體置於盤子上時,彈簧受到壓力而拉長,物品愈重彈簧被拉的愈長,旋轉的指針所指示的重量就愈大,和掛鉤式的彈簧秤所利用的原理相同。
•電子秤:利用作用於物體上的重力來測量該物體重量的計量儀器,裝有電子裝置的秤為電子秤。秤重物品經由裝在機構上的重量感應器,將重力轉換為電壓或電流的類比訊號,經放大及濾波處理後,轉換為數位訊號,最後由中央處理器(CPU)處理後在顯示幕以數位方式顯示。
討論:p12
•根據實驗結果,每增加一個砝碼,彈簧伸長幾公分?
每增加一個砝碼,彈簧伸長約1公分。(不同的彈簧的伸長量可能有差異,請依實際操作結果回答)
•砝碼的數量和彈簧伸長的長度有什麼關係?
在彈簧下掛的砝碼數量愈多,彈簧會被拉得愈長;掛的砝碼數量愈少時,彈簧伸長的長度也會較短。(彈簧有一定的承重限制,在此限度內,彈簧的伸長量和所掛砝碼數量成正比關係)
圖片說明:p14
•測量玩具車受力大小:依據上節討論活動,學生知道物體受大小不同的力後會使物體出現速度與移動距離的差異,可提示學生利用固定距離,比較時間長短;或是比較移動距離的方式,測量物體受力大小。
討論:p15
‧說說看,可以用什麼方法比較玩具車受力的大小呢?
利用在相同的距離內,測量所花費的時間,所花的時間愈短,運動愈快、受力愈大。或是在相同的時間內,測量所移動的距離,所移動的距離愈遠,運動愈快、受力愈大。
‧施力大小與玩具車移動的距離有什麼關係?
用力愈大,玩具車的移動距離愈遠;用力愈小,玩具車的移動距離較短。
圖片說明:p16-17
•拔河:拔河時判斷勝負,可由拔河繩上綁的標繩判定。當兩隊所用的力大小相同、方向相反時,標繩靜止不動,所以兩隊會僵持不下。
•拉布條:將繩子或布條打結綁緊來玩拔河遊戲,可讓學生察覺布條同時受到兩個方向相反的作用力。
•迴紋針拔河:將兩個彈簧秤分別勾在迴紋針的兩端,依據施力大小,可以察覺迴紋針會向施力較大的一端移動。
討論:
•當手鬆開後,迴紋針受到兩端的力量拉動,是怎麼移動的?為什麼呢?
操作活動中,迴紋針會向力量大的一方移動(可由用力拉彈簧秤時,彈簧秤所指示的位置,判斷力的大小)。而迴紋針移動後會靜止,代表這時迴紋針同時受到兩個大小相等、方向相反的力作用。
•兩端的拉力相同時,迴紋針會怎樣移動?
當靜止的迴紋針,同時受到兩個大小相等、方向相反的力作用,且兩力沿著同一直線作用,則迴紋針仍然保持靜止的狀態。
2013年2月17日 星期日
六下 1-1力對物體的作用
圖片說明p6-p7
•手拿書包:因為地球上的物體會受到地球引力的作用,所以要把物體拿住需要施力,當物體愈重的時候,所承受到的重力也愈大,手也需要用較大的施力。
•乒乓球往上拋:當物體受到一個比重力更大的往上施力時,物體可以暫時先往上運動,但最後還是因為地球引力而掉落。
•葉片掉落:當葉片掉落時,受到地球的引力影響,而往地面飄落。
•籃球落入籃框:籃球開始因為受到手的施力較大,所以會先往上,但是最後還是受到地球引力較明顯作用而往下掉落,如果施力方向和大小正確,球就有可能投進籃框中。
•風車轉動:當風吹動風車時,當風力夠強時,能使風車轉動。
•打掃工作:人力也是生活中常見的力,當用力在抹布時,可以控制抹布的方向,將窗戶擦乾淨。
•水車轉動:水車受到水流的推動而轉動。
•磁鐵吸迴紋針:迴紋針因為受到磁鐵的磁力吸引,所以會吸附在磁鐵上,將磁鐵往上拉時,可以發現在磁力的作用範圍內,迴紋針會跟著磁鐵往上。
•找找看,生活中還有哪些現象可以察覺不同形式的力呢?
磁鐵可以吸起迴紋針(磁力)、河水可以轉動水車(水力)、風可以讓風車轉動(風力)、牛可以拉車(獸力)、人可以掃地(人力)。
•生活中這些不同形式的力,有哪些需要接觸到物體才能產生作用?有哪些是不需要接觸到物體也能發生作用的呢?
需要接觸到物體的力:風力、水力、獸力、人力等。
不需要接觸到物體的力:磁力、重力。
圖片說明p8-p9
•保齡球:當保齡球瓶被球擊中以後,有的會被直接擊倒,被擊倒的球瓶如果可以撞擊到未被球擊中的球瓶,也可能使最後被擊倒的球瓶數增加,是個注重擊球點(施力方向)和施力大小的運動。
•寶特瓶遊戲:將10支裝滿水的寶特瓶排成等邊三角形,再於地面上畫出一條起點,利用擲出的手球擊倒球瓶,讓學生於遊戲過程中,了解想要擊倒比較多的球瓶時,需要考慮用力的方向、用力的大小和擊球的位置等因素。
•長尺受力彎曲:在長尺施力,可以察覺長尺受力後會彎曲。
•彈彈珠:透過彈彈珠,可以察覺彈珠受力後,會使彈珠從靜止狀態變成運動狀態,同時速度會變快。
重點歸納
■ 察覺力具有方向和大小的特性。
■ 察覺生活中有不同形式的力存在,有的屬於接觸力,有的屬於超距力。
■ 察覺物體受力後,可能產生形狀改變、運動狀態改變的現象。
■ 了解物體的重量也是一種力
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