國小科學影片|簡單機械-槓桿工具(下)|課程活動與實驗-六年級|簡單機械系列 EP1|新科學探險隊

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工具 槓桿 槓桿工具 槓桿原理 施力 抗力 施力臂 抗力臂 施力臂大於抗力臂時會省力,抗力臂大於施力臂時會費力。

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簡單機械-槓桿工具影片重點

要如何使用槓桿工具才能輕鬆地搬起重物呢?本集先讓學生動手操作天秤,並透過結果與預測的衝突,引起學生的好奇。學生完成實驗後,影片再利用動畫帶學生把數據整理成規律,幫助老師順利收斂課程。最後,用清楚的動畫解釋槓桿工具的三點兩力臂,讓學生建立起槓桿原理的模型,理解力臂比例如何影響工具省力或費力。

簡單機械-槓桿工具(下)影片與各版本章節對應

南一【六下】單元一|巧妙的施力工具

康軒【六下】單元一|簡單機械

翰林【六下】單元一|簡單機械

簡單機械-槓桿工具(下)的課程實驗材料

*請向上滑動至本頁影片下方,點選「資源下載」,進入後即可免費下載「教具素材包」。

基本實驗材料:

  • 天秤、彈簧秤、砝碼
    註:課程中測量的最大施力約 400g 重,建議使用負重上限 500g 的彈簧秤;砝碼合計 100g,可避免測量誤差影響省力、費力的判斷。

LIS 製實驗器材:

  • 學習單

簡單機械-槓桿工具(下)上課重點

主角與學生們在上集已經從天秤實驗找到規律,本集要運用這個規律解決問題。想了解衝突如何產生、規律如何歸納,請先看【槓桿工具(上)】。

1. 以動畫具象化力臂倍數關係,讓學生用數據提出工具省力的假設

影片 01:03 開始,影片以動畫呈現天秤上的施力位置、砝碼位置與軸心,把抽象的「兩段距離的倍數」具象化,讓學生看見距離改變時施力如何跟著改變,複習前一節課歸納出的規律。有了這個圖像,學生便能運用兩段距離的倍數關係,自己提出解釋,說明為什麼B天秤比A天秤省力。

將「兩段距離的倍數」具象化,幫助學生理解距離改變時,施力如何跟著改變

槓桿 槓桿工具 槓桿原理 天秤 省力 費力 施力 抗力 balance 將「兩段距離的倍數」具象化,幫助學生理解距離改變時,施力如何跟著改變

透過動畫協助學生解釋一開始的衝突情境。

槓桿 槓桿工具 槓桿原理 天秤 省力 費力 施力 抗力 balance 透過動畫協助學生解釋一開始的衝突情境。

2. 對照回搬家工具驗證假設,認識槓桿工具的定義

影片 02:46 開始,影片把天秤上的三個點對應到搬家工具的把手、輪子與重物接觸點,幫助學生判斷哪個搬家工具會更省力。接著再透過動畫給出定義,讓學生更容易認識支點、施力點、抗力點、施力臂、抗力臂,並呈現力臂長短與省力、費力的關係。學生理解規律後再學名詞,讓學習不再是死背。

透過動畫幫助理解槓桿工具上的三點以及兩力臂。

槓桿 槓桿原理 槓桿工具 支點 抗力點 施力點 抗力臂 施力臂 lever 透過動畫幫助理解槓桿工具上的三點以及兩力臂。

施力臂大於抗力臂時會省力,抗力臂大於施力臂時會費力。

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簡單機械-槓桿工具(下)在生活中的延伸應用

問題 08:31:為什麼開瓶器、榨果汁器可以讓我們輕鬆地使用呢?

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答案:兩種工具的使用方式都讓施力臂比抗力臂長。施力臂是抗力臂的越多倍就越省力,所以只要用小小的力氣,就能打開瓶蓋、榨出果汁。

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問題:為什麼使用剪刀剪肉排的時候,要特別把肉排往剪刀的開口處塞好才開始剪呢?

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答案:把肉排塞到靠近剪刀支點的地方,抗力臂就變短;施力臂不變,施力臂就是抗力臂的更多倍,因此能更省力地剪開厚厚的肉排。

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問題:使用長夾子是省力的還是費力的呢?

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答案:長夾子的施力點在中間,施力臂比抗力臂還要短,所以使用起來是費力的。

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簡單機械-槓桿工具影片中的思考脈絡

槓桿工具(上)

01:03 主角提出預測:根據玩翹翹板的經驗,主角認為搬家工具的握把到輪子的「絕對長度」越長,應該可以比較輕鬆抬起物體。
影片斷點:主角說出「我想想喔……」(頭上冒出【…】思考符號)

04:48 主角產生衝突:實際用天秤進行實驗操作後,卻發現B天秤使用的力氣反而比較小,和原本的預測不同。
影片斷點:主角說出「嗯…」(畫面接黑)

07:09 主角得到提示:主角操作天秤實驗後觀察到,彈簧秤到軸心距離越長,秤上讀數會越小。砝碼到天秤軸心的距離越長,秤上的讀數會越大,而且距離長幾倍,施力就差幾倍。
影片斷點:主角說出「好,我來試試看」、「好,我來看看喔」

槓桿工具(下)

01:03 主角提出解釋衝突的假設:主角提出「施力處到軸心的距離比抗力處到軸心的距離大越多倍越省力」的假設,算出A天秤是 2 倍、B天秤是 3 倍,因此B天秤可以更省力地抬起砝碼。
影片斷點:主角說出「啊!我知道了!」(頭上跳出【!】符號)

02:46 主角實際解決問題:將三點,實際驗證後也選出較省力的搬家工具。
影片斷點:主角說出「讓我來吧!」(頭上跳出【注意】符號)

08:31 知識的學習遷移:用施力臂與抗力臂的長短,判斷開瓶器、榨果汁器、剪刀與長夾子等生活中不同工具是省力還是費力。

教育夥伴

🚩合作夥伴:

特別感謝『台灣應用材料公司』贊助教材製作

官網:https://www.appliedmaterials.com/tw/zh_tw.html

教育部資訊及科技教育司、因材網 贊助播出