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。