教學(xué)單元(3)運(yùn)動(dòng)篇(含旋轉(zhuǎn))

1、教學(xué)單元（3）運(yùn)動(dòng)篇（含旋轉(zhuǎn)）3-1玉山無(wú)影手慣性定律 教學(xué)簡(jiǎn)案教學(xué)對(duì)象：三至九年級(jí)材料：瓶子、白板筆、壓克力條【長(zhǎng)4臺(tái)尺（即壓克力板通用規(guī)格之短邊）、寬3公分、厚2公厘，廣告招牌店均售?！浚ū窘叹呤褂梅绞街瓌?chuàng)者：東吳大學(xué)物理系教授陳秋民博士）操作過(guò)程：把上述壓克力條（其他規(guī)格效果相同，但長(zhǎng)、寬、厚之比例須適當(dāng)調(diào)配，使壓克力圈呈圓形。），捲成圓圈，以電線(xiàn)用膠布固定妥善，上置白板筆，下置空瓶。迅速抽掉壓克力圈，白板筆會(huì)筆直進(jìn)入瓶子裡。（註：可利用其他圓形物代替壓克力圈）原理講解：慣性定律、能量轉(zhuǎn)換（請(qǐng)教師依授課年級(jí)不同，分別加以轉(zhuǎn)化與講解）本簡(jiǎn)案下附原理說(shuō)明，以供參考。實(shí)作或遊戲方式：遊戲方式

2、可採(cǎi)用團(tuán)體或個(gè)人競(jìng)賽方式，以增加趣味性。競(jìng)賽的向度可包括：（1）白板筆進(jìn)入瓶子裡的次數(shù)（2）瓶口的大?。?）壓克力圈的大小。教學(xué)評(píng)量：請(qǐng)參閱兩段式及題組評(píng)量，自行設(shè)計(jì)評(píng)量題目。原理說(shuō)明（師生參考資料）一、關(guān)於慣性定律科學(xué)天才牛頓，在1687年，即提出慣性定律（又稱(chēng)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律），定律指出：物體若不受外力作用（或合力為零），則靜者恆靜，動(dòng)者恆動(dòng)。易言之，如果沒(méi)有受到外力的作用，靜止的物體，就永遠(yuǎn)靜止；運(yùn)動(dòng)中的物體，就繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。這種不受力就不改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，稱(chēng)為慣性。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是：除非有外在的力量加入，要不然保持靜止的物體，會(huì)永遠(yuǎn)保持靜止；運(yùn)動(dòng)的物體，也會(huì)以相同速度，一直不停地運(yùn)動(dòng)下去。

3、例如我們搭乘公車(chē)時(shí)，車(chē)子突然煞車(chē)，我們的身體會(huì)向前傾；車(chē)子突然開(kāi)動(dòng)，我們身體則會(huì)向後仰。又如我們跑步時(shí)，腳碰到障礙物，身體會(huì)向前傾，甚至失去平衡而跌倒，這些都是慣性定律產(chǎn)生的自然現(xiàn)象。二、關(guān)於能量轉(zhuǎn)換本單元的遊戲，還涉及化學(xué)能、動(dòng)能、位能的轉(zhuǎn)換。不同形式的能量，包括：聲、光、電、熱、動(dòng)能、位能、化學(xué)能（位能的一種，因?yàn)榛瘜W(xué)能來(lái)自原子位置的不同）及核能，彼此之間均可以互相轉(zhuǎn)換。能量既不會(huì)無(wú)中生有，也不會(huì)消失。無(wú)論能量之間如何轉(zhuǎn)換，其總值維持不變，這種關(guān)係稱(chēng)為能量守恆定律。能量的轉(zhuǎn)換之間，其總值雖維持不變，但能用於作功的，往往無(wú)法達(dá)到100；而會(huì)產(chǎn)生一些不能用於作功的能量，在熱力學(xué)稱(chēng)之為熵（音一或

4、）。例如：馬達(dá)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，替人類(lèi)作功；但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些熱能， 這些熱能無(wú)目的散佈於空間，並無(wú)法作功。三、關(guān)於慣性定律的其它遊戲（1）紙絲與鉛筆，誰(shuí)堅(jiān)固？把A4影印紙切成寬約0.1至0.5公分的細(xì)紙絲，長(zhǎng)度不拘。 鉛筆放在兩條細(xì)紙絲上，用鐵棒快速打擊鉛筆，則鉛筆會(huì)斷裂，細(xì)紙絲完整如初。 （如下附照片）根據(jù)牛頓慣性定律（即第一運(yùn)動(dòng)定律），指出：如無(wú)外力介入，則物體靜者恆靜，動(dòng)者恆動(dòng)；當(dāng)鐵棒快速打擊鉛筆時(shí)，鉛筆是在靜止的狀態(tài)，來(lái)不及移動(dòng)（鉛筆靜止的慣性），所以就被擊斷了；打擊的力量並沒(méi)有（或很少）傳到細(xì)紙絲，所以細(xì)紙絲完整如初。 （2）抽桌巾的遊戲：在桌面鋪上桌巾，桌巾上放個(gè)裝水玻璃杯，迅速

5、抽走桌巾，玻璃杯會(huì)原地不動(dòng)。 圖片來(lái)源：J.C.Sporrt（2006）。Physics demonstrations。The University of Wisconsin Press：Madison Wisconsin。兩段式及題組評(píng)量 舉例3-1玉山無(wú)影手（國(guó)中組評(píng)量題目）一、前測(cè)1、您認(rèn)為抽掉壓克力圈，白板筆能掉入牛奶瓶嗎？（1）能 不能 不一定（2）請(qǐng)說(shuō)明您做這種預(yù)測(cè)的原因：二、後測(cè)1、從白板筆可以掉入牛奶瓶的過(guò)程中，您觀察到哪些現(xiàn)象？答：（請(qǐng)條列作答） 2、從白板筆不能掉入牛奶瓶的過(guò)程中，您又觀察到哪些現(xiàn)象？答：（請(qǐng)條列作答）3、影響白板筆能否進(jìn)入牛奶瓶的可能因素有哪些？並請(qǐng)說(shuō)明其影響程度（如能敘明理由最佳）。 答：（請(qǐng)條列作答）4、白板筆進(jìn)入牛奶瓶的現(xiàn)象，符合哪些科學(xué)原理？（可多選）（1）慣性 萬(wàn)有引力 重力加速度 低摩擦力