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氣壓起重機教案 單元名稱 氣壓起重機 適用年級 國中學生 設計者 朱育民 教學時間 60分鐘 主要設備 大型透明塑膠袋 軟管 教學材料 大型透明塑膠袋、軟管、膠帶、剪刀、逆止閥 科學概念 主要：帕斯卡原理 次要： 單元架構圖 能力指標 自 1-2-4-2-9 運用實驗結果去解釋發生的現象或推測可能發生的事 自 1-3-4-4-9 由實驗的結果，獲得研判的論點。 自 1-3-3-1-7 實驗時確認相關的變因，做操控運作。 自 1-4-4-2-9 由實驗的結果，獲得研判的論點 自 2-4-8-4 知道簡單機械與熱機的工作原理，並能列舉它們在生活中的應用。 自 3-4-5-10 察覺依據科學理論作推測，常可獲得證實 自 4-2-1-1-2 了解科技在生活中的重要性 自 7-4-3-1 運用科學方法去解決日常生活的問題 學習目標 1. 讓學生藉由體驗活動所設計之教具來進一步學習壓力與帕斯卡原理。。 2. 讓學生了解力、能與功的科學關係。 階段 活動流程 時間 器材 E1投入 E2探索 E1投入 E4 精緻化 E3解釋 E2探索 E4 精緻化 E5評量 一、【引起動機】： 羨慕電影裡綠巨人浩克可以單手舉起飛機及坦克車嗎？但是如果一定要變成那樣的長相你才能擁有那樣的能力，我想你也不願意吧。但在這堂課你會知道，透過聰明的頭腦你不用變身也可以舉起汽車!! 今天全家出遊，但很不幸的在出遊的途中，車子輪胎 被路上的鐵釘刺破了一個洞!你會說，沒關係!我們家 非常有概念，車上有備用輪胎!!但總不可能你們一起 把車子扛起來換輪胎吧!!當然浩克更不可能出現! 爸爸或媽媽會借用一個工具將車子撐起來。你知道它 的原理嗎？ 有吹過汽球嗎？你有沒有發現到，氣球吹嘴都非常窄 小。為什麼不做大一點，讓我們趕快把汽球吹大呢？ 相似東西，還記得你小時候到游泳池或海邊玩水時所 戴的泳圈吧。為什麼它的吹嘴也是那麼小呢？ 二、觀察描敘： 請將重物在氣壓起重機的大塑膠袋上。利用手邊的吸管，透過小孔對塑膠袋吹氣，把重物抬起來，讓學生觀察物體被抬起的現象。 三、製作和操作和研究： 製作： 1.將大塑膠袋開口處向重疊三折，並利用膠帶封緊黏貼上。 2.沿著塑膠袋黏貼邊角減一小洞，讓吸管可以插入塑膠袋 中。 3.將吸管處所造成之開口用膠帶纏繞封緊。 操作和研究： 讓學生用手抬起整箱的礦泉水，並體驗其重量 讓學生將整箱礦泉水置放在大型塑膠袋上，利用吹氣的方式抬起礦泉水。 讓學生自己坐上塑膠袋，試著利用吹氣的方式將自己抬起。 四、原理探討： 帕斯卡原理 F：施力的大小 a：與施力垂直的接觸面積 W：物體的重量 A：與物體重力垂直的接觸面積 作功 F：施力的大小 S：與施力平行的位移 重力位能 m：質量 g：重力加速度 h：高度 五、問問題及思考：(舉例) 在吹氣抬重物的實驗中，如果我們將吸管換成口徑較大的水管，你覺得你會吹的省力還是費力呢？ □省力 □費力 □都沒影響 用帕斯卡原理直接說明!請告訴我們為什麼？ 物體被抬升，他的什麼能量增加了呢？ 無緣由的物體的能量不會增加，請問物體增加的能量是 誰給的呢？(提示：進行完活動累不累？) 六、評量（活動）： 幫學生將原理與過程整理一遍。 學生撰寫學習單 七、整理環境 5分 5分 20分 15分 10分 5分 氣壓課程學習單 起重機是工程上的一項重要機具，我們可以利用它來協助人們完成人類力量所不及的工程建造工作。其運作的方式主要是利用氣壓(液壓)的方式並使用引擎加大機具力量來進行工作。 請問氣壓起重機主要利用什麼原理來進行運作的呢(複選)？ □浮力原理 □萬有引力原理 □帕斯卡原理 □槓桿原理 請完成左方帕斯卡關係式(填入代號) F：施力的大小 a：與施力垂直的接觸面積 W：物體的重量 A：與物體重力垂直的接觸面積 物體重量及接觸面積固定，所以當施力的面積越□大 □小，所需施的力就越小。 位能□□□ 請完成左邊位能計算公式(填入代號) 作功□□ m：物體質量 g ：重力加速度 h ：物體相對高度 v ：物體的體積 F ：外力 S ：與外力平行的位移