一、 生活連結與預測
1. 引起動機與生活連結：
YouBike腳踏車的把手上都有變速器，當你騎上坡路段時發現騎得很費力，就可以轉動變速器讓踩踏時變得省力。觀察腳踏車後輪上的齒輪組合，當轉動變速器後會看到鏈條有何變化？
2. 舊課程回顧：
 固定在同一轉軸上的大小齒輪，轉動的圈數一致
 齒輪比的複習：大齒輪60齒與小齒輪20齒的組合關係。
 大齒輪帶動小齒輪速度變快（3倍）。小齒輪帶動大齒輪速度變慢（1/3倍）。

三、 原理說明：
1. 變速箱的齒輪咬合「位移」
(1) 變速箱的核心在於齒輪可以滑動（位移），改變咬合的齒輪系統。
(2) 物理空間設計：A軸與B軸上的齒輪排列並非隨意，而是需要經過對位。當A 軸不在預定的特定位置時，A、B 兩軸的齒輪是錯開的，動力無法傳遞。
(3) 位移切換：透過推、拉灰色曲軸（即為A軸），可以改變和B軸上齒輪的「咬合配對」。這種手動切換齒輪咬合組合的動作，俗稱為「排檔」。
2. 力學觀點：引導理解同一個輸入（曲軸轉1圈），產生的輸出完全不同。
(1) 模式一：減速增加扭力（小帶大）
• 路徑：A軸紅齒輪 (20T) 帶動B軸黃齒輪 (60T)。
• 現象：由小齒輪帶動大齒輪，為減速裝置。這是「費時、省力」模式。雖然轉得慢，但這時候摩天輪的推動力較強（扭力大）。
(2) 模式二：加速減少扭力（大帶小）
• 路徑：A軸黃齒輪(60T) 帶動B軸紅齒輪(20T)。
• 現象：由大齒輪帶動小齒輪，為加速裝置。這是「省時、費力」模式。雖然轉得快，但這時候摩天輪的推動力較弱（扭力小）。
3. 遊樂場中的摩天輪半徑很大，轉速經過良好的控制讓人不易感覺到晃動。但如果是風吹加上同頻產生的共振造成的輕微搖晃，人類卻能清楚感知，如果搖晃大一些，就可能感覺不舒服甚至有安全疑慮。所以風大一些，摩天輪和其它某些遊樂設施可能就需要暫時關閉了。