国小自然关联物理力学部分.ppt

1、國小自然關聯物理力學部分,報告人：楊晉豪,2004.12,開始,93學年度自然科各版本比較(三上),93學年度自然科各版本比較(三下),93學年度自然科各版本比較(四上),93學年度自然科各版本比較(四下),93學年度自然科各版本比較(五上),93學年度自然科各版本比較(五下),93學年度自然科各版本比較(六下),93學年度自然科各版本比較(六上),93學年度自然科各版本各單元關聯物理學部分,93學年度自然科各版本各單元關聯物理學部分,物體應力分析 受力點 ,方向 ,大小結構力學 轉換受力方向 , 承受力的大小流體力學 討論流體內部或受外力影響而產生的變化空氣動力學 討論物體在空氣中受力情況電

2、磁力學,簡易力學分類,壓力,擠壓造成分子分離觀念,推力,拉力,剪力,物體實際受力情形,截面積會縮小,物體受力情況大致分類,短柱效應,在同一層樓中柱長度原以樓層高度設計，然實際上部分柱子因與窗台短牆相連，受其側向束制作用影響，使柱子之有效長度減短，以致柱之勁度大為增加。地震來臨時，因此短柱之勁度大，而較其他正常柱吸收更大之水平力，引致此短柱剪應力超過負荷而開裂破壞，此效應稱為短柱效應。避免短柱效應可於柱牆相接處以伸縮縫預留空隙隔離，使柱子維持原正常設計高度，以符合原設計考量。,扭力（擰毛巾為例）,彈力 物體受能量產生內能變化,從震動看結構承受力,以飛機機翼而例,受力後規則的震動甚至產生波動,是結

3、構吸收應力轉為釋放能量而成,若不能以此方式減少應力堆積,則機翼會趨近折斷的臨界值,通常橋樑結構也會出現上述的情況,一般停在大型橋上若有重型車經過會有很明顯感覺,作用及反作用力看光線及聲音的折射,反射,入射角度與作用力的大小 用及反作用力之間的消長 , 平衡聲音的平行波（小話筒的線要短小精幹） 短：線短,話質好 小：線細 精：質料結實 幹：線要緊光線穿透率,不可忽略的重量影響,鞦韆的吊繩風箏的拉線滑輪組的繩子,從風箏看力學,預力（儲能觀念）張力拉力阻力空氣動力延遲亂流（汽車空氣導流套件 , 風箏尾巴設計） 特技風箏不穩定翼面受力（愈不穩定愈能展現特技） 需雙線以上操控 民航機與戰鬥機之設計理念差

4、異改變重心位置產生不同力矩變化,飛機一般結構與三角形結構的關係,施工方便減輕接點重量受力情況接近,工字結構,挖空,常見於目前鋼骨建築結構橫樑部分剪力牆中國建築斗拱技巧,推力順勢而為阻力設法努力超越摩擦力則視施力大小而增加 當作用力大於最大靜摩擦則成功前進 但進行中仍然存在動摩擦力,由推力阻力摩擦力看人生際遇人生觀,阻力,推力,摩擦力,離心力雨傘滴水人造衛星以一定速飛行產生離心力相對地心引力產生向心力低空飛行可以看的面積小看得清楚但速度較快高空飛行看的面積大不清楚但速度較慢,慣性汽車剎車太空船飛行重要依據,實驗數據判讀的誤差磨擦的影響,滾動摩擦反而是助力滑動摩擦卻是阻力,流體力學的摩擦影響: 邊

5、界層理論 邊界紊流 （船隻同向行駛若過於接近會互相牽引而相撞） 管口出口大小影響出口的速度 , 但太細則出現邊界層問題 尾流的黏滯效應,靠近邊界的流速變化,邊界,邊界,邊界紊流,P=1/2V2 ( : 空氣密度） 納入風力轉換為電力的教學實驗的可行性f=ma力 = 能量轉移(位能 , 動能 , 內能)mgh=1/2mV2,壓力影響速度變化,學生溜滑梯機械能之間互相的轉換熱能轉換機械能 作功,N,S,風力轉換為電力的教學實驗,S,N,線圈,軸承,電磁效應,載流導體間的作用力: 平行導體載同向電流時,各導體間相互吸引載異向電流時, 各導體間則互相排斥兩根導線間的電流方向相反, 兩線內側的磁場方向相

6、同,故磁通密度增加,磁通密度大者會擠壓 導線向兩側磁通密度較少者,因此兩導體間有排斥力.而兩導體的 電流方向相反,故從磁通密度可知,兩導體間有吸引力.,佛來明右手定則: 將右手之大姆指.食指及中指伸直並相互垂直,若以大拇指表示導體運動之方向, 食指表示磁場由N至S的方向,則中指之指之指向就是感應電勢的方向 佛來明右手定則又稱發電機定則,佛來明左手定則: 將左手之大拇指.食指與中指伸直並相互垂直,若以食指指示磁場由N至S之方向, 中指表示電流之方向,則大拇指所指之方向就是導體受力的方向 佛來明左手定則又稱為電動機定則,器材：厚紙板吸管a4紙張+白膠電風扇,空氣動力實驗,齒輪方向性的判讀： 非同軸

7、 奇數個為正向 , 偶數個為反向 利用鏈帶連接(不交叉)則同向 同軸則同向輪軸和槓桿相同受力原理同步配合教學,不交叉,交叉,非同軸,齒輪齒數與數學比例角度關係?,板塊運動的力源為何？1. 洋脊推力：海洋岩石圈隨著年齡冷卻、加厚、沉降引起的位能改變推動本 身，通常洋脊愈長者，板塊運動速率愈快。2. 地函拖力：板塊在地表移動時，地函對板塊產生阻力，地函黏性愈高、速度愈快，地函對板塊的拖力愈大，板塊運動速率愈慢。3. 隱沒拉力：下墜板塊因密度較大，產生的相對重力以帶動地表板塊的運動，板塊周圍接觸愈多隱沒帶，板塊運動速率愈快。4. 碰撞阻力：兩個板塊在聚合邊界處，互相施加的力。,從南亞地震海嘯淺談物理

8、作用,地震而產生的波動叫地震波。在地球內部移動的地震波稱為體波，可分為縱波（初波波）和橫波（次波波）兩種。縱波傳播時，岩石物質振動的方向與傳播的方向一致，而且傳播速度較快；橫波傳播時，岩石物質的振動方向與傳播方向垂直，而且傳播速度較慢。所以，當地震發生時，人們的感覺是先顛後晃。祇能沿地面傳播的地震波稱為面波（波），是縱波或橫波到達地面後，在一定條件下激發起來的次生波，速度比橫波還慢。一般當橫波或面波到達時，振動最為猛烈，破壞作用也最大。,海嘯（或海吼，seismic sea waves or tsunami）有狹義和廣義的兩種說法。狹義的海嘯，通常是指由於海底發生地震，或海底火山爆發，造成傾向

9、滑動斷層，海面因而產生大擾動，發生重力波向四方傳播，它所引起的海水上湧，捲上陸地的現象非常可怕。廣義的海嘯，除了上述原因外，另外包括由於海上發生低氣壓、颱風以及強烈暴風雨時，所伴生的氣象潮。海嘯發生的原因計有：（1）地震時因海床之垂直位移；（2）海溝斜坡崩塌；（3）海底火山爆發，其現象是因地震或火山爆發所引起的一連串極長週期的長浪，可造成重大的破壞，並使海岸地區的生命財產受損。海嘯是由發生地區由內至外，向各個方向移動。其速度視海洋之深度而定。因此，海浪經過不同深度之海底而有加速或減速的情況發生。一般情形，在深而廣闊的海洋，其移動速度每小時500至1000公里。,海嘯(或海吼，seismic s

10、ea waves or tsunami) 海面產生大擾動，發生重力波向四方傳播，其傳送速度之計算公式，如下： (gh)1/2h：海的深度， g：重力加速度,海嘯造成的海水波動，與平常所見到的只在海面上翻滾的海浪不一樣，那是從海底到海面整個水體的波動，而非僅是海面上的波濤。海嘯在外海時一般不容易注意到，但當它到達岸邊淺水處時，會爬升到比平均海平面高出 30公尺的海岸上，就像淺水處突然立起的水牆，速度有時達每秒 200公尺，含極大能量，衝上陸地後，所到之處會造成嚴重損,1. 以鄉鎮市為主體規劃適當的競賽區域2.由自然科輔導員為工作人員 , 出題者 , 裁判3.區分項目為化學 , 物理 , 生物 , 環境 化學:以小組團隊完成一特定實驗 , 初期可以先公布 數個題目 物理:先固定題目 , 以小組團隊完成特定裝置加以競 賽 , 結合自然科學創意競賽DIY活動比賽模式 , 可在學校先行準備 , 分年級或年段 , 但須以元 件方式在現場限時組裝完成比賽 生物:以搶答競賽方式為競賽方式 , 初期可以先公布 數個題目 環境:以搶答競賽方式為競賽方式 , 初期可以先公布 數個題目,模仿日本電視冠軍王結合國語文競賽的模式加以改良,謝,終於結束啦 !,