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國小-走馬燈
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熱和我們的生活(南一六上) 熱對物質的影響(翰林五上)
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對流、熱空氣上升、力矩、力與運動
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80分鐘
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曾秋雲
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一、 能以鋁箔杯製作一個走馬燈。
二、 觀察走馬燈旋轉的狀況,了解熱空氣上升、熱對流的原理。
三、 調整走馬燈上方扇葉掀開的角度,觀察旋轉隨之不同。 -
材料:圓形鋁箔蒸蛋杯(型號為210,直徑8.3公分、高5.6公分)、螺絲釘(約長1.5公分)、20號鐵絲(長40公分)、無煙鐵殼蠟燭
工具:奇異筆、尖頭剪刀 (若無則搭配美工刀)、尖嘴鉗、打火機 -
一、 任何玩火的實驗,一定要準備好滅火器或一桶水。
二、 請勿開風扇,以免產生氣流影響實驗結果。
三、 若改用其他蠟燭,需彈性調整燈架高度。
四、 建議可準備濕紙巾及棉布手套隔熱用。
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教案-走馬燈.pdf | 走馬燈PPT.pdf |
- 時間 教學活動流程 教學資源
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5分鐘一、引起動機與預測
1.展示走馬燈,請學生預測蠟燭點燃後會發生什麼狀況?為什麼?
2.點燃蠟燭,請學生仔細觀察燭火點燃後鋁箔杯的運動狀態。
3.提問:
(1) 杯子為什麼會轉?
(2) 跟哪個因素有關?
(學生答題方向可能發散,教師不用急著統整澄清) -
20分鐘二、操作與觀察
1.學生自製走馬燈。將鐵絲纏繞在螺釘上有些困難,老師可拿尖嘴鉗幫忙纏繞。
2.暫先不發蠟燭,讓學生從上方輕吹杯底,確認走馬燈能順利旋轉,若無法旋轉時,老師可幫忙檢查調整。
3.點火前先將濕紙巾鋪在桌面(以防燭油滴到以及燙傷桌面)
4.鐵絲支架、蠟燭與鋁箔杯需擺好,鋁箔杯能平衡掛在支點上,才可點燃蠟燭。
5.調整支架高度與蠟燭、鋁箔杯的相對位置,使鋁箔杯旋轉順暢。
6.同學回家後,可用安全圖釘將杯側戳出美麗的圖案,晚上點燈後分外美麗。 -
5分鐘三、原理說明
走馬燈會轉動是由於熱源加熱鋁杯內的空氣,使得氣體膨脹上昇而產生氣流,再推動葉片使鋁杯轉動。走馬燈的熱源越大、扇葉的面積加大、扇葉數量增多、扇葉角度為45度,都會使走馬燈的轉動速率較佳。 -
10分鐘四、問題與討論
1.觀察鋁杯的開口方向,若是向上順時針掀開的?燈的旋轉方向為?
2.觀察鋁杯的開口方向,若是向上逆時針掀開的?燈的旋轉方向為?
3.旋轉方向不同的原因是什麼?
4.走馬燈是被什麼力量推著轉的呢? -
35分鐘五、延伸實驗
1.老師講解走馬燈的旋轉原理後,請同學用「如果我把……,走馬燈應該……」造句練習。
2.老師可提供例句:如果我把鐵絲支架的高度做高一點,走馬燈的旋轉應該會更……
註:變因包含:支架的高度、支點的位置、開窗口的數量、掀窗口的角度、開窗口的大小、開窗口的位置(開在側面可以嗎?)、杯子的材質(例如紙杯)、杯子的大小……
3.請同學選擇一項變因,做實驗驗證假設。
(老師可提示,講台這裡有一些材料與工具可借用)
4.依據個人提出的假設,再次進行實驗。
5.請同學把自己的實驗結論用簡短的語句敘述,同學的描述如果不嚴謹,老師再進行口頭潤飾,並請同學紀錄於黑板。
例如:將窗口開在杯側,走馬燈的旋轉顯得……。
例如:將支架的高度提高5公分後,走馬燈……。