← 探險島6.2 摩擦力
⭐ 0/6
國二下理化⏱ 約 20 分鐘PhETEb-IV-4

6.2 摩擦力

任務簡報:推動一個裝滿書的書櫃,一開始很難推動,一旦動起來後卻比較輕鬆,這與靜摩擦力與動摩擦力的差異有關。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

推動一個裝滿書的書櫃,一開始很難推動,一旦動起來後卻比較輕鬆,這與靜摩擦力與動摩擦力的差異有關。這一節,我們要透過模擬實驗,探究施力與摩擦力之間的關係。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Forces and Motion: Basics

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇「Friction」畫面,將不同物體(如箱子、垃圾桶、南瓜)放到地板上。

  2. 2

    調整摩擦力選項為「有摩擦力」,施加推力,觀察物體開始移動前後所需力量的變化。

  3. 3

    記錄物體從靜止到開始移動時,所需施加的最大力量(對應最大靜摩擦力)。

  4. 4

    將摩擦力選項調整為「無摩擦力」,比較施力後物體運動的差異。

  5. 5

    思考:為什麼物體一開始推起來比較費力,動起來後反而較省力?

💡 實驗小提醒
  • 物體尚未移動前的摩擦力稱為靜摩擦力,會隨施力增加而增加,直到最大值;物體開始移動後的摩擦力稱為動摩擦力,通常小於最大靜摩擦力,且大小相對穩定。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:施力大小 約 0~10000;摩擦力類型(靜/動) 約 0~10000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

物體/表面施力大小是否移動摩擦力類型(靜/動)
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

什麼是靜摩擦力?什麼是動摩擦力?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

靜摩擦力是物體尚未移動時,接觸面之間產生的摩擦力;動摩擦力是物體相對運動時,接觸面之間產生的摩擦力。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具測試時,物體開始移動前後,所需施力有什麼變化?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

物體開始移動前,施力需要逐漸增加以克服靜摩擦力,一旦超過最大靜摩擦力物體開始移動,之後維持運動所需的施力(動摩擦力)通常較小。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

摩擦力的大小會受到哪些因素影響?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

摩擦力的大小主要受正向壓力(物體重量)與接觸面性質(粗糙或光滑)影響,與接觸面積關係不大。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

生活中有哪些應用摩擦力或減少摩擦力的例子?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如鞋底花紋增加摩擦力防滑、機械零件加潤滑油減少摩擦力、輪胎設計兼顧抓地力與滾動阻力。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:比較不同物體的摩擦力 ▶

使用 PhET「Forces and Motion: Basics」比較不同物體(如箱子與南瓜)在相同施力下的摩擦力差異,並嘗試解釋造成差異的原因(如重量、接觸面材質)。

phet.colorado.edu · Forces and Motion: Basics 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對摩擦力的特性有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

運動鞋設計會依運動類型調整鞋底摩擦力(如籃球鞋需要高摩擦力以利急停),輪胎則需要在抓地力與滾動阻力(省油)之間取得平衡。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為在運動鞋、輪胎等產品設計中,如何應用摩擦力的原理?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏