國小自然關聯物理力學部分 報告人：楊晉豪 開始 2004.12.

Presentation on theme: "國小自然關聯物理力學部分 報告人：楊晉豪 開始 2004.12."— Presentation transcript:

1 國小自然關聯物理力學部分 報告人：楊晉豪 開始

2 93學年度自然科各版本比較(三上) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第一單元 空氣與物質變化 單元二 水中物質 第二單元 神奇的水 第四單元
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第一單元 空氣與物質變化 單元二 水中物質 第二單元 神奇的水 第四單元 物質受熱的變化 物理 第三單元 指出位置來 磁力玩具 單元六 光的折射 光的探索 空氣和風 單元五 光的行進 生物 校園植物 植物的身體 單元一 小園丁學種菜 單元三 植物的根、莖和葉 單元四 植物的花、果實和種子 環境 廚房裡的科學 探索天氣

3 93學年度自然科各版本比較(三下) 南一 康軒 翰林 牛頓 化 學 第二單元 我們的食物 物 理 日新月異的交通 工具 第三單元 奇妙的水
南一 康軒 翰林 牛頓 化 學 第二單元 我們的食物 物 理 日新月異的交通 工具 第三單元 奇妙的水 神祕的水 生活中的力 生 第一單元 昆蟲 大家來種菜 蠶寶寶的一生 植物的身體與生長 動物大會師 動物的身體和運動 水和我們的生活 環境 第四單元 認識天氣 環 境 氣象觀測

4 93學年度自然科各版本比較(四上) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第四單元 運輸工具與能源 第三單元 鹽到哪裡去了 物理
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第四單元 運輸工具與能源 第三單元 鹽到哪裡去了 物理 池水的深淺看得準嗎？ 奇妙的光 單元六 生活中的電池 燈泡亮了 時間的主人 單元五 生物 第二單元 水生家族 單元四 水生動物 水裡的生物 環境 第一單元 善變的月姑娘 月亮 單元一 神祕的月亮 一起來賞月 雲雨霧 單元二 月亮位置的移動

5 93學年度自然科各版本比較(四下) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 水中物質 第一單元 能量與食物 第五單元 燃燒和能源 物理
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 水中物質 第一單元 能量與食物 第五單元 燃燒和能源 物理 電路DIY 時間的測量 第三單元 多變的力 空氣的秘密 美麗的彩虹 水的移動 第四單元 水的奇妙現象 風與風箏 通電的玩具 生物 水中生物 認識昆蟲 校園的昆蟲 環境

6 93學年度自然科各版本比較(五上) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第三單元 空氣與燃燒 不可或缺的空氣和熱 物理 戴眼鏡為什麼可以矯正視力
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第三單元 空氣與燃燒 不可或缺的空氣和熱 物理 戴眼鏡為什麼可以矯正視力 第四單元 力與運動 奇妙的水 生物 第二單元 植物的繁殖 植物的生存法寶 第一單元 各式各樣的生物 形形色色的生物 環境 太陽與四季 星星與太陽 變幻莫測的天空 太陽與星星 山河大地

7 93學年度自然科各版本比較(五下) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 酸與鹼 物質的特性 第一單元 物質與熱 物理 第四單元
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 酸與鹼 物質的特性 第一單元 物質與熱 物理 第四單元 巧妙的施力工具 製作玩具樂器 第三單元 力的世界 熱的傳播與保溫 生物 動物的生活 動物的生存能力 生物的繁殖和行為 聲音 環境 我們來看星星 天氣的變化 地表的變化 微生物的作用

8 93學年度自然科各版本比較(六下) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第三單元 防腐與防鏽 第二單元 水溶液 物理 第一單元 奇妙的鏡子
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第三單元 防腐與防鏽 第二單元 水溶液 物理 第一單元 奇妙的鏡子 簡單機械 奇妙的電磁世界 生物 環境 第四單元 永續家園 生物與環境 資源利用 能源和污染 生物和環境

9 93學年度自然科各版本比較(六上) 南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 氧氣和二氧化碳 第一單元 物質變身術 第四單元 燃燒和生鏽 物理
南一 康軒 翰林 牛頓 化學 第二單元 氧氣和二氧化碳 第一單元 物質變身術 第四單元 燃燒和生鏽 物理 腳踏車的力學 電磁作用 單元一 聲音與樂器 第三單元 聲音的探討 單元二 光的世界 單元三 用電與安全　 單元四 妙用無窮的磁 單元六 傳播科技 生物 生物的分類 生物的繁殖 環境 天氣的變化 大地的雕刻師 單元五 生物與季節變化 颱風和地震

10 93學年度自然科各版本各單元關聯物理學部分 南一 康軒 翰林 牛頓 ３上 第三單元 指出位置來 第二單元 磁力玩具 單元六 光的折射
南一 康軒 翰林 牛頓 ３上 第三單元 指出位置來 第二單元 磁力玩具 單元六 光的折射 第一單元 光的探索 空氣和風 單元五 光的行進 ３下 日新月異的交通工具 奇妙的水 神祕的水 生活中的力 ４上 池水的深淺看得準嗎？ 奇妙的光 生活中的電池 第四單元 燈泡亮了 時間的主人 ４下 電路DIY 時間的測量 多變的力 空氣的秘密 美麗的彩虹 水的移動 水的奇妙現象 風與風箏 通電的玩具

11 93學年度自然科各版本各單元關聯物理學部分 5上 第三單元 第四單元 力與運動 奇妙的水 5下 巧妙的施力工具 第一單元 製作玩具樂器
戴眼鏡為什麼可以矯正視力 第四單元 力與運動 奇妙的水 5下 巧妙的施力工具 第一單元 製作玩具樂器 力的世界 熱的傳播與保溫 ６上 腳踏車的力學 電磁作用 單元一 聲音與樂器 聲音的探討 單元二 光的世界 單元三 用電與安全　 單元四 妙用無窮的磁 單元六 傳播科技 ６下 奇妙的鏡子 簡單機械 第二單元 奇妙的電磁世界

12 簡易力學分類 物體應力分析 ~ 受力點 ,方向 ,大小 結構力學 ~ 轉換受力方向 , 承受力的大小 流體力學 ~ 討論流體內部或受外力影響而產生的變化 空氣動力學 ~ 討論物體在空氣中受力情況 電磁力學

13 物體受力情況大致分類 擠壓造成 分子分離觀念 物體實際受力情形 推力 壓力 拉力 剪力 截面積會縮小

14 短柱效應 在同一層樓中柱長度原以樓層高度設計，然實際上部分柱子因與窗台短牆相連，受其側向束制作用影響，使柱子之有效長度減短，以致柱之勁度大為增加。地震來臨時，因此短柱之勁度大，而較其他正常柱吸收更大之水平力，引致此短柱剪應力超過負荷而開裂破壞，此效應稱為短柱效應。 　避免短柱效應可於柱牆相接處以伸縮縫預留空隙隔離，使柱子維持原正常設計高度，以符合原設計考量。

15 扭力（擰毛巾為例） 彈力 ~ 物體受能量產生內能變化 從震動看結構承受力 以飛機機翼而例,受力後規則的震動甚至產生波動,是結構吸收應力轉為釋放能量而成,若不能以此方式減少應力堆積,則機翼會趨近折斷的臨界值,通常橋樑結構也會出現上述的情況,一般停在大型橋上若有重型車經過會有很明顯感覺

16 入射角度與作用力的大小～ 用及反作用力之間的消長 , 平衡 聲音的平行波（小話筒的線要短小精幹）
作用及反作用力看光線及聲音的折射,反射 入射角度與作用力的大小～ 用及反作用力之間的消長 , 平衡 聲音的平行波（小話筒的線要短小精幹） 短：線短,話質好 小：線細 精：質料結實 幹：線要緊 光線穿透率 不可忽略的重量影響 鞦韆的吊繩 風箏的拉線 滑輪組的繩子

17 從風箏看力學 預力（儲能觀念） 張力 拉力 阻力 空氣動力~延遲亂流 （汽車空氣導流套件 , 風箏尾巴設計） 特技風箏～不穩定翼面受力（愈不穩定愈能展現特技） 需雙線以上操控 民航機與戰鬥機之設計理念差異 改變重心位置產生不同力矩變化

18 飛機一般結構與三角形結構的關係 挖空 施工方便 減輕接點重量 受力情況接近 常見於目前鋼骨建築結構橫樑部分 剪力牆 中國建築斗拱技巧
工字結構 挖空 施工方便 減輕接點重量 受力情況接近 常見於目前鋼骨建築結構橫樑部分 剪力牆 中國建築斗拱技巧

19

20 由推力•阻力•摩擦力看人生際遇•人生觀〜
推力〜順勢而為 阻力〜設法努力超越 摩擦力則視施力大小而增加 當作用力大於最大靜摩擦則成功前進 但進行中仍然存在動摩擦力 推力 阻力 摩擦力

21 離心力 雨傘滴水 人造衛星以一定速飛行產生離心力相對地心引力產生向心力 低空飛行可以看的面積小看得清楚但速度較快 高空飛行看的面積大不清楚但速度較慢 慣性 汽車剎車 太空船飛行重要依據

22 實驗數據判讀的誤差~磨擦的影響 滾動摩擦反而是助力 滑動摩擦卻是阻力 流體力學的摩擦影響: 邊界層理論 邊界紊流
靠近邊界的流速變化 邊界 流體力學的摩擦影響: 邊界層理論 邊界紊流 （船隻同向行駛若過於接近會互相牽引而相撞） 管口出口大小影響出口的速度 , 但太細則出現邊界層問題 尾流的黏滯效應 邊界紊流

23 壓力影響速度變化 P=1/2ρV ( ρ : 空氣密度） 納入風力轉換為電力的教學實驗的可行性 f=ma 力 = 能量轉移(位能 , 動能 , 內能) mgh=1/2mV2 學生溜滑梯 機械能之間互相的轉換 熱能轉換機械能 ~ 作功

24 風力轉換為電力的教學實驗 N 線圈 S S 軸承 N

25 電磁效應 載流導體間的作用力: 平行導體載同向電流時,各導體間相互吸引載異向電流時, 各導體間則互相排斥兩根導線間的電流方向相反,
                    平行導體載同向電流時,各導體間相互吸引載異向電流時,                     各導體間則互相排斥兩根導線間的電流方向相反,                     兩線內側的磁場方向相同,故磁通密度增加,磁通密度大者會擠壓                     導線向兩側磁通密度較少者,因此兩導體間有排斥力.而兩導體的                     電流方向相反,故從磁通密度可知,兩導體間有吸引力.

26 佛來明右手定則: 將右手之大姆指.食指及中指伸直並相互垂直,若以大拇指表示導體運動之方向,
                    將右手之大姆指.食指及中指伸直並相互垂直,若以大拇指表示導體運動之方向,                     食指表示磁場由N至S的方向,則中指之指之指向就是感應電勢的方向                     佛來明右手定則又稱發電機定則

27 佛來明左手定則: 中指表示電流之方向,則大拇指所指之方向就是導體受力的方向 佛來明左手定則又稱為電動機定則
                    將左手之大拇指.食指與中指伸直並相互垂直,若以食指指示磁場由N至S之方向,                     中指表示電流之方向,則大拇指所指之方向就是導體受力的方向                     佛來明左手定則又稱為電動機定則

28 空氣動力實驗 器材：厚紙板＋吸管＋a4紙張+白膠＋電風扇

29 齒輪齒數與數學比例•角度關係? 不交叉 交叉 非同軸 齒輪方向性的判讀： 非同軸 ― 奇數個為正向 , 偶數個為反向 利用鏈帶連接(不交叉)則同向 同軸則同向 輪軸和槓桿相同受力原理同步配合教學

30 從南亞地震海嘯淺談物理作用 板塊運動的力源為何？
1. 洋脊推力：海洋岩石圈隨著年齡冷卻、加厚、沉降引起的位能改變推動本 身，通常洋脊愈長者，板塊運動速率愈快。 2. 地函拖力：板塊在地表移動時，地函對板塊產生阻力，地函黏性愈高、速度愈快，地函對板塊的拖力愈大，板塊運動速率愈慢。 3. 隱沒拉力：下墜板塊因密度較大，產生的相對重力以帶動地表板塊的運動，板塊周圍接觸愈多隱沒帶，板塊運動速率愈快。 4. 碰撞阻力：兩個板塊在聚合邊界處，互相施加的力。

31 地震而產生的波動叫地震波。在地球內部移動的地震波稱為體波，可分為縱波（初波／Ｐ波）和橫波（次波／Ｓ波）兩種。縱波傳播時，岩石物質振動的方向與傳播的方向一致，而且傳播速度較快；橫波傳播時，岩石物質的振動方向與傳播方向垂直，而且傳播速度較慢。所以，當地震發生時，人們的感覺是先顛後晃。祇能沿地面傳播的地震波稱為面波（Ｌ波），是縱波或橫波到達地面後，在一定條件下激發起來的次生波，速度比橫波還慢。一般當橫波或面波到達時，振動最為猛烈，破壞作用也最大。

32 海嘯（或海吼，seismic sea waves or tsunami）有狹義和廣義的兩種說法。狹義的海嘯，通常是指由於海底發生地震，或海底火山爆發，造成傾向滑動斷層，海面因而產生大擾動，發生重力波向四方傳播，它所引起的海水上湧，捲上陸地的現象非常可怕。 廣義的海嘯，除了上述原因外，另外包括由於海上發生低氣壓、颱風以及強烈暴風雨時，所伴生的氣象潮。 海嘯發生的原因計有：（1）地震時因海床之垂直位移；（2）海溝斜坡崩塌；（3）海底火山爆發，其現象是因地震或火山爆發所引起的一連串極長週期的長浪，可造成重大的破壞，並使海岸地區的生命財產受損。 海嘯是由發生地區由內至外，向各個方向移動。其速度視海洋之深度而定。因此，海浪經過不同深度之海底而有加速或減速的情況發生。 一般情形，在深而廣闊的海洋，其移動速度每小時500至1000公里。

33 海嘯(或海吼，seismic sea waves or tsunami) 海面產生大擾動，發生重力波向四方傳播，其傳送速度之計算公式，如下：
Ｖ﹦(gh)1/2 h：海的深度，  g：重力加速度 海嘯造成的海水波動，與平常所見到的只在海面上翻滾的海浪不一樣，那是從海底到海面「整個水體」的波動，而非僅是海面上的波濤。海嘯在外海時一般不容易注意到，但當它到達岸邊淺水處時，會爬升到比平均海平面高出 30公尺的海岸上，就像淺水處突然立起的「水牆」，速度有時達每秒 200公尺，含極大能量，衝上陸地後，所到之處會造成嚴重損

34 模仿日本電視冠軍王結合國語文競賽的模式加以改良
1. 以鄉鎮市為主體規劃適當的競賽區域 2.由自然科輔導員為工作人員 , 出題者 , 裁判 3.區分項目為化學 , 物理 , 生物 , 環境 化學:以小組團隊完成一特定實驗 , 初期可以先公布 數個題目 物理:先固定題目 , 以小組團隊完成特定裝置加以競 賽 , 結合自然科學創意競賽DIY活動比賽模式 , 可在學校先行準備 , 分年級或年段 , 但須以元 件方式在現場限時組裝完成比賽 生物:以搶答競賽方式為競賽方式 , 初期可以先公布 環境:以搶答競賽方式為競賽方式 , 初期可以先公布

35 謝~~~ 終於結束啦 !