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「摩」力四射
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力與壓力(第四冊第六章)
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摩擦力
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一節課
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王德麟
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一、教師透過提問的方式，讓學生對既有的平滑與粗糙的定義產生概念衝突。
二、藉由LED放大鏡在不同物質平面上的實際觀察操作，進而引發學生對表面性質與正向力的認識。 -
LED放大鏡、砂紙、亮面紙、玻璃片、木塊、彈簧秤
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一、事先確認LED放大鏡的電池能正常使用，LED可以正常發光。
二、預先選用適合量測範圍的彈簧秤。
- 時間 教學活動流程 教學資源
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上課前【課前準備】
１. 教師可以先閱讀與摩擦力相關的成語典故，輔以流暢生動的口條，或準備短片。
２. 附掛勾的木塊、彈簧秤、砂紙、附有格線的瓦楞板。
３. 摩擦力實驗影片（若無法準備第一項，可參閱出版社教材光碟）。
【學生活動】
複習力的產生、合成以及兩力平衡的定義。 -
5分鐘【教師引導】
１. 教師從成語中的科學開始談起，演示（或播放）鑽木取火、摩拳擦掌、摩肩擦踵的典故。
２. 請學生闡述「摩擦是如何產生的？」
３. 教師引導提問：
a. 摩擦與表面性質之間的關係？
b. 摩擦與力量大小之間的關係？
c. 摩擦與相對運動之間的關係？
【學生活動】
１. 各組派代表回答：什麼是摩擦？並比較不同組別的解說。
２. 各組派代表發表想法，其他組別可以進行補充說明，各組需紀錄大家所認同的答案。１. 電腦、單槍投影機
２. 影片動畫
(https://www.youtube.com/watch?v=WPOAyBBN-gA)
(https://www.youtube.com/watch?v=AV4oNkqrlwg) -
10分鐘【教師引導】
１. 示範實驗─摩擦力的觀察。
教師以常見實驗作為開端，取一彈簧秤與木塊上的掛勾連接。
２. 將木塊置於瓦楞板上，水平拉動彈簧秤，讓木塊移動；觀察木塊受力時移動方式；讀取彈簧秤伸長時的最大讀數。
３. 將木塊翻轉，使其底面積變小，重複步驟２。
４. 在木塊上放置同樣大小之第二塊木塊，重複步驟２。
５. 將瓦楞板改為砂紙，重複步驟２～４。
這是傳統食譜式實驗使摩擦力具象的方法。那麼有其他有趣而明顯的證明方法嗎？讓學生透過以下的方法來看看物體表面性質的差異對摩擦力的影響吧！
【學生活動】
１. 學生先觀察教師操作情形。
２. 學生透過掌上型LED放大鏡觀察瓦楞板與砂紙上的顆粒粗細，並嘗試解釋摩擦力變化的原因。
３. 能知道摩擦力是一種接觸力。
４. 重複以上的實驗，條列出各種操作變因、控制變因、應變變因。分析與比較本組與他組實驗結果同異之處。演示器材（一組）
1.實作器材（依班級組數準備）
2.掌上型LED放大鏡
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10分鐘【教師引導】
對於出現概念與原因進行解釋：
引導學生知道完全光滑的表面並不多見，事實上所有物體的表面都呈現凹凸不平的情形，這種粗糙表面會阻止或抵抗物體滑動。在接觸力中，除了推力與拉力外，最常見的就是阻力或摩擦力。有了摩擦力的概念，可讓我們了解為何在冰上輕易地就可推動一重物。
【學生活動】
知識建構－
學生試著描述透過掌上型LED放大鏡觀察不同的平面，說明物體表面性質的差異。一個非常光滑的平面，在顯微鏡底下，它仍然是凹凸不平的。
問題來了！各組的實驗數據不一定會相同！可以讓學生試著找出差異的原因，這才是科學探究的精神。 -
10分鐘【教師引導】
１. 提出挑戰性問題：「有沒有辦法讓物體的表面性質都相同？怎麼做？」，引導學生設計改良實驗。
２. 比較各組不同的設計，找出最好的改良方式。
３. 引導詢問，鼓勵上台分享。
【學生活動】
１. 討論與決定製作方法，並繪製設計圖。
２. 自由分享，組內交流與討論。
３. 分組代表分享實作心得與發現，觀摩各組探究成果。電腦、單槍投影機
實作器材與小組設計圖
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10分鐘【教師引導】
１. 教師引導學生找出實驗改良的關鍵。
２. 提出擴散性問題：「你還有沒有想到其他的方式來證明？」
【學生活動】
１. 可以個人分享發現，也可以組內凝聚共識再發表。
２. 共同討論可行的設計，得出初步結論後再實作驗證。
３. 觀摩及比較，增加認知聯結。
４. 為自己的工作成果打個分數吧！並寫下你的實驗心得與收穫。創意設計影片
影片觀賞