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牛頓溜滑板
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力與運動（第五冊第二章）
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牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律、牛頓第三運動定律
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45分鐘
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黃之新
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一、 利用滑板教具的實驗，學生能了解物體有維持原來狀態的特性（慣性定律）。
二、 利用滑板教具的實驗，學生能了解若受力相同時，質量與加速度的關係。
三、 利用滑板教具的實驗，學生能了解作用力與反作用力的關係。 -
萬用貼地車x2、童軍繩或不易被拉伸的繩子（長5m）
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一、 因示範實驗需要，需邀請不同體重的同學參與，可先詢問同學的意願。
二、 實驗進行時需注意安全，不要撞到課桌椅或牆壁等硬物，以免受傷。
- 時間 教學活動流程 教學資源
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5分鐘一、 生活連結與預測
1. 引起動機：教師以說故事（車禍並引起爭執）的方式，帶入包含汽車剎車、出力丟擲物品、兩人互推等例子，引導學生思考。
2. 生活連結：教師以舉例的方式，引導學生回想生活經驗並討論有關之現象。如：汽車於綠燈起步時或紅燈減速時，車內人員的運動狀況。
3. 舊課程回顧：複習速度與力的相關概念。 -
25分鐘二、 操作與觀察
【實驗一：牛頓第一運動定律】
1. 請學生坐在貼地車上，當沒有施加外力時，學生靜止不動。（靜者恆靜）
2. 將繩子綁在貼地車上，老師沿直線方向拉動車子，觀察學生身體的傾移方向。注意：學生需抓穩貼地車。
【實驗二：牛頓第二運動定律】
1. 邀請一位較胖的學生坐在貼地車上，操作者以固定大小的力從學生背後推動，使學生在固定的時間長度（例如2秒）移動固定的距離（例如2公尺）。注意：請另一位同學協助安全防護。
2. 邀請一位較瘦的學生坐在貼地車上，重複步驟1，操作者感受前後施力大小的差異。（這個實驗需考量受到力矩產生轉動加速度）
3. 將一顆球靜置於貼地車上，用力拉動繩子使貼地車猛然向前加速，觀察球的運動狀況。（想辦法降低摩擦力的影響）
4. 同上，改成貼地車及貼地車上的球具有初速度，再猛然拉停貼地車，或貼地車突然轉彎，觀察球的運動狀況。
【實驗三：牛頓第三運動定律】
1. 老師邀請一位較瘦的同學，兩人各自坐在貼地車上，貼地車的位置標示記號。（兩人體重差距越大越好）
2. 繩子兩端分別纏繞在兩人的一隻手掌上，將繩子拉緊，雙手握住後，手肘緊靠大腿。
3. 老師瞬間用力拉動繩子，請同學觀察兩人的位移與速度，老師同時可大約估計出學生的體重。注意：可事先請學生預測結果。
4. 恢復步驟2姿勢後，換學生瞬間用力拉動繩子，請同學觀察兩人的位移與速度。注意：可事先請學生預測結果。
5. 師生同時施力拉動繩子，請同學觀察兩人的位移與速度。注意：可事先請學生預測結果。
6. 老師邀請一位較胖的同學，各自坐在貼地車上，並重複步驟2至5，觀察結果有何差異。（兩人體重差距越大越好） -
10分鐘三、 原理說明
利用貼地車易滑動的特性，分別進行牛頓第一、二、三定律的實驗：
1. 實驗一：靜者恆靜，物體受力移動的瞬間，會呈現為維持原來運動狀態而傾移的狀況。
2. 實驗二：操作者依據貼地車乘坐者質量不同，必須調整施力大小來造成一樣的加速度，才能在相同的時間移動相同的距離。用來引導學生了解牛頓第二運動定律。
3. 實驗三：觀察老師施力拉學生時，老師同時也會移動。用來引導學生了解老師是受到反作用力而移動，藉以說明牛頓第三運動定律。 -
5分鐘四、 問題與討論
1. 相同作用力下，胖子瘦子各自的加速度大小比較。
2. 兩人互拉，各自所受的作用力大小比較。
3. 相同作用力下，欲使兩人有相同的加速度，則應如何選擇兩人？