<實驗一>”槓桿靜平衡”
一、流程:
1.請學生利用十四塊積木堆疊出(圖一)的積木裝置。
2.一次只能由一位同學進行操作。
- 小訣竅:在剛開始堆疊時,可以放兩個積木當作基底(圖二),等上方十二個積木堆疊完成後,再把右下角的積木抽離。
二、科學原理:
1.重心:質點系統內各質點所受重力的合力之作用點。
2.支點:槓桿轉定時的固定點。
3.力矩:能使物體繞支點產生轉動效應的物理量。
當積木疊到特定高度時,支點兩端的力矩剛好相同,重心就會落在支點上,使積木達到平衡。
<實驗二>”長桿連線戰”
一、流程:
1.請兩位遊客抽籤,自”煮麵長筷、免洗筷、長夾”等長槓桿中抽出使用工具,並嘗試夾起桌面紙盤中的桌球。向前移動將特定顏色桌球夾放到玻璃瓶口,來回完成直至完成一條連線
- 小提醒:若夾球時桌球自長桿上掉落,須回到起點紙盤重新夾起桌球。(若桌球已立在玻璃瓶口,係因桌面晃動掉落瓶身,則可於原地夾起桌球,並放回瓶身不用重來回起點)。
二、科學原理:
1.類型:筷子(長槓桿)係第三類槓桿(抗力臂>施力臂)的特性,要花較多力氣夾起桌球,且能將桌球夾得較穩固,並方便夾取移動。
2.支點:槓桿轉動時的固定點。
<實驗三>”動桿投石器”
一、流程:
1.選擇投石器來進行準確投擲遊戲,以投石器將桌球向前投擲,一人5球,命中2球即可過關。
二、科學原理:
1.投石器結構主要區分為「底座」與「投射桿」兩個部份,「投射桿又可區分為投射端(抗力點)、支點、重物端(施力點)」三個部份。
2. 影響投石器投射距離的因素有:抗力臂的長度、施力大小、砲彈重量。
A. 抗力臂長度愈長,投射距離愈遠。
B. 施力愈大,投射距離愈遠。
C. 砲彈重量愈重,投射距離愈近。
<實驗四>”天秤平衡器”
一、流程:操作”PhET網頁的”平衡裝置模擬器”
https://phet.colorado.edu/zh_TW/,透過引導,使遊客練習天秤兩端的平衡方式與施力情形,學習支點到抗力點(抗力臂)、支點到施力點(施力臂)的槓桿重量分布方式與平衡結果。