4 力與運動

拔河比賽 有沒有玩過拔河比賽？在拔河比賽過程中，怎樣才能看出兩隊的勝負？為什麼有時候兩隊會互相僵持不下呢？ 1-3 拔河比賽 有沒有玩過拔河比賽？在拔河比賽過程中，怎樣才能看出兩隊的勝負？為什麼有時候兩隊會互相僵持不下呢？ 拔河比賽時，最後繩子中間的布條被拉到哪一隊的方向，就代表那一隊的力量較大；當兩隊力量一樣大時，就會僵持不下。

讓我們用一條布條來玩拔河比賽吧！ 1.不能用太細的布條，要將布條打結固定，拔 河時才不會鬆脫造成危險！ 　讓我們用一條布條來玩拔河比賽吧！ 1.不能用太細的布條，要將布條打結固定，拔 河時才不會鬆脫造成危險！ 2.選擇空曠的場地進行拔河比賽，拔河時不可 以突然鬆手，以免發生意外。

1.拔河時，布條受到幾個方向的力作用？ 2.拔河時，不同隊伍中的兩人，用力的方 向相同嗎？ 布條受到兩個方向的力作用。 不同隊伍的兩個人，用力的方向相反。

你能設計一個實驗來判斷兩邊用力的大小嗎？ 1.在棉線中間綁一小段紅線。 2.使用兩個相同的彈簧秤，分別勾住棉線兩側。 3.用手壓住中間的紅線，兩側用不同大小的力 拉棉線。 4.放開壓住紅線的手，觀察紅線的移動情形。 小薇這一組的做法

比較兩條橡皮筋或彈簧被拉長程度，也能比較力的大小。 彈簧秤拉至300克重 ▲ ▲彈簧秤拉至100克重 你還有其他的想法嗎？你會怎麼做？ 使用彈簧秤時，不可以太用力，以免彈簧秤損壞。 比較兩條橡皮筋或彈簧被拉長程度，也能比較力的大小。

1.什麼情形下，紅線會往乙方移動？ 2.什麼情形下，紅線會往甲方移動？ 3.什麼情形下，紅線會靜止不動？ 乙方用力大於甲方時。 甲方用力大於乙方時。 兩方用力一樣大時。 力有大小和方向的特性，對物體用力時，可能改變物體的形狀或物體運動的快慢與方向。

兩力平衡的條件 大小相等 方向相反 在同一直線上 力的平衡 兩力平衡的條件 大小相等 方向相反 在同一直線上

力的表示方法 物理學上利用線段長短表示力的大小，加上箭號表示方向。 6kgw 西方 3kgw 東南方 5kgw 南方

物體運動的快慢 怎樣比較快慢 2 我們到操場賽跑，比一比，看誰跑得快？想一想，怎樣比較快慢呢？ 在相同的距離內，測量所花費的時間； 2-1 怎樣比較快慢 我們到操場賽跑，比一比，看誰跑得快？想一想，怎樣比較快慢呢？ 在相同的距離內，測量所花費的時間； 或在相同的時間內，測量所移動的距離。

1.怎樣比賽才算公平？ 要在相同的場地上進行，跑的距離要一致，且在同一時間起跑等。 2.怎樣知道誰跑得快？ 在相同距離內，測量所花的時間。時間越少，表示跑得越快。在相同時間內，測量所跑的距離。距離越長，表示跑得越快。

比快慢二原則 比快慢原則一：時間相同比距離，移動的距離越遠，速度越快。 比快慢原則二：移動距離相同比時間，時間越短，速度越快。

下面是小辰這一組的跑步紀錄表，你能根據紀錄表，說出誰跑得最快？誰跑得最慢嗎？ 他們三人都跑了200公尺的距離，小辰花費的時間最少，表示他跑得最快；小君花費的時間最多，表示他跑得最慢。 小辰這一組跑步紀錄表 姓名 花費的時間(秒) 跑的距離(公尺) 小辰 小君 小嵐 30 40 35 200 還有其他比較快慢的方法嗎？ 可以測量相同時間內，所跑的距離。距離越長，表示跑得越快。

速度比一比 下列是小英蒐集的各種動物運動速度比較資料。說一說，要怎樣比較這些動物的運動速度呢？ 2-2 速度比一比 　下列是小英蒐集的各種動物運動速度比較資料。說一說，要怎樣比較這些動物的運動速度呢？ 比較這七種動物前進100公尺所花費的時間，時間越少，表示速度越快。 前進一百公尺所花費的時間︵秒 ︶ 動物運動速度比較表

陸上交通工具速度比較表 ▲臺灣高鐵(電力) 火車(電力) 現代車(石油與電力) 汽油引擎車(石油) ▲ 第一部使用石油的機動車 每小時移動的距離 汽油引擎車(石油) 風力車(風力) 馬車(獸力) 蒸汽引擎車(高溫蒸汽) 現代車(石油與電力) 火車(電力) ▲臺灣高鐵(電力) ▲ 第一部使用石油的機動車 順風時可以前進，但無風時就不能前進。 由車伕自由控制方向，在引擎尚未發明之前，是最快速的交通工具。 第一部使用燃料的動力車

根據上面的資料，哪一種交通工具的速度最快？哪一種交通工具的速度最慢？ 臺灣高鐵的速度最快，它每小時可以移動300公里；蒸汽引擎車的速度最慢，它每小時只能移動5公里。 ▲臺灣高鐵 ▲蒸汽引擎車

查一查資料，科技的發展除了使陸上交通工具速度大幅提升之外，空中或水上的交通工具也有演進的歷程嗎？ 人類早期的交通只能靠步行，後來由於利用獸力和發明車輪，促使人類的交通文明更上一層樓。同時，人類嘗試利用各種能源作為交通工具的動力，取代原本的獸力。隨著工業科技的進步，蒸汽引擎、汽油引擎、噴射引擎發展成熟，提供人們更快速、便捷的交通工具，縮短了人與人之間的距離。除了動力引擎的演進之外，由於電腦科技的進步，以電腦全自動、無人駕駛方式運行的運輸系統，例如臺北捷運文湖線，已成為新一代低汙染、更便捷、更安全的大眾交通工具。 交通工具的演進

速度與速率有何不同? 速度：物體移動的快慢及方向 速率：物體移動的快慢

階段 用語 概念 備註 小學 速度 物體移動的快慢 生活用語 國中 速度 物體移動的快慢及方向 正式用語 國中 速率 物體移動的快慢 正式用語 成人 速度速率 知道速度與速率的差別 語意混用

摩擦力 物體的運動與摩擦力 3 當我們在地面上用力推玩具車，玩具車就會往前移動；如果不去擋它，玩具車會自己停下來嗎？ 3-1 物體的運動與摩擦力 　當我們在地面上用力推玩具車，玩具車就會往前移動；如果不去擋它，玩具車會自己停下來嗎？ 用力推動地面上的玩具車或球，最後它們都會自己慢慢停下來，這是摩擦力作用的關係。 除了使用玩具車，還以利用哪些物品來進行實驗？ 騎腳踏車時，如果不繼續踩動踏板，腳踏車就會自己慢慢停下來，這也是摩擦力作用的關係。

玩具車在地面移動時，車輪和地面之間會產生一種阻力，使車子的運動速度越來越慢，最後停下來。當這種阻力越大時，對車子移動的距離會有什麼影響呢？ 這種讓玩具車慢慢停下來的力，稱為摩擦力。摩擦力越大，玩具車移動的距離越短。 移動中的物體和接觸面會互相摩擦，使物體的移動速度變慢，這就是摩擦力的作用。接觸面的材質不同，會產生大小不同的摩擦力，進而影響物體移動的距離。 摩擦力

摩擦力實驗 1.在書本一側鋪上砂紙， 並用迴紋針固定，另 一側保持平滑。 2.將另一本書一端墊高， 下端與鋪上砂紙的書 本相接。

3.將兩個硬幣分別放在書本上方，先用手 壓住，然後同時放手，記錄硬幣在下端 書本上移動的距離。

1.硬幣在哪一種材質的接觸面上移動的距離較 長？為什麼？ 硬幣在平滑面上移動距離較長；在粗糙的砂紙上移動距離較短。因為硬幣和平滑面之間的摩擦力較小，和砂紙之間的摩擦力較大。 2.物體移動距離的長短和接觸面的材質有什麼 關係？ 接觸面材質越平滑，摩擦力越小，物體移動距離越長；接觸面材質越粗糙，摩擦力越大，物體移動距離越短。

摩擦力 移動中的物體和接觸面會互相摩擦，使物體的速度變慢，這就是摩擦力的作用。接觸面的材質不同，會產生大小不同的摩擦力，進而影響物體運動速度的快慢。

摩擦力 讓物體從斜坡滑下，在不同路面滑行；摩擦力愈大(路面粗糙)末端抬高的高度較大，物體才會下滑;摩擦力愈小(路面光滑)末端抬高的高度較小，物體就會下滑。 本實驗的目的：接觸面的材質會影響摩擦力。(物體與路面兩面都會影響)

一般靜摩擦力與外力方向相反，例如推辦公室的書櫃，但推不動，此時的摩擦力為靜摩擦。而且靜摩擦的大小並不是固定，而是依照你所施的力來決定大小。（因為摩擦力的產生便是為了阻止物體間的相對運動）

3-2 摩擦力的應用 雖然摩擦力會使運動中的物體減速甚至停止，但是，在日常生活中它的用處可真不少！適度的增加摩擦力，能使我們的生活更便利。說一說，下列物品怎樣應用摩擦力？ ▲工具內側有凹凸的紋路 ▲鞋底的紋路 鉗子內側有許多凹凸的紋路，可以更容易夾住物品，不易滑落。 鞋底有許多線條及紋路，可以避免走路時打滑。

寶特瓶蓋外側的刻紋設計，可避免手滑，便於打開瓶蓋。 手掌內側有許多細小的紋路，方便我們抓握物品。 ▲寶特瓶蓋上的刻紋 手掌內側有許多細小的紋路，方便我們抓握物品。 手上的指紋 ▲ 樓梯的防滑條具有紋路，可防止腳滑，跌落樓梯。 ▲樓梯的防滑設計

1.腳踏車和汽車輪胎上也有一些紋路，這 些紋路有什麼用途？ 輪胎上的紋路可以增加摩擦力，防止車子打滑，讓行駛時更安全穩固。 2.如果輪胎上的紋路被磨平了，對於車子 的行駛有什麼影響？ 如果輪胎上的紋路被磨平了，容易讓行進中的車子打滑，發生危險。

輪胎上的紋路 ▲ 磨平的輪胎 ▲

有時候摩擦力越小，使用起來會較省力。例如在物體上添加潤滑油，或加裝滾輪等，都可以減少摩擦力，達到省力的目的。 ▲直排輪鞋的滾輪 ▲手推車的滾輪 ▲在門軸上加潤滑油 潤滑油可減少門軸軸心和鐵片的磨擦力 手推車與直排輪都是利用滾輪減少摩擦力，方便移動。

生活中增加摩擦力的例子 輪胎及鞋底有紋路、寶特瓶蓋邊緣像齒輪、到雪地賞雪車輪加鐵鍊。 生活中減少摩擦力的例子 門軸加油、 溜冰刀、滑水道加水。