← 探險島6.4 浮力
⭐ 0/6
國二下理化⏱ 約 20 分鐘PhETEb-IV-6

6.4 浮力

任務簡報:鑄鐵製成的巨輪能浮在水面上,但同樣是鐵製的釘子卻會沉入水底,這與浮力與密度的關係有關。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

鑄鐵製成的巨輪能浮在水面上,但同樣是鐵製的釘子卻會沉入水底,這與浮力與密度的關係有關。這一節,我們要透過模擬實驗,驗證阿基米德原理,探究物體沉浮的條件。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Buoyancy

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,選擇不同材質與大小的方塊,放入水槽中,觀察方塊是下沉、懸浮還是上浮。

  2. 2

    使用模擬工具顯示的「排開液體體積」與「浮力」數值,比較浮力與排開液體重量是否相等。

  3. 3

    調整方塊的密度(或材質),觀察密度大於、等於、小於水的密度時,方塊的沉浮情形有何不同。

  4. 4

    切換水槽液體的密度(如切換為更高密度的液體),觀察相同物體的沉浮狀態變化。

  5. 5

    思考:為什麼鑄鐵製的船能浮在水面上,而同材質的鐵釘卻會沉下去?

💡 實驗小提醒
  • 阿基米德原理指出,物體在液體中所受的浮力,等於它排開液體的重量;當物體密度小於液體密度時上浮,大於時下沉,等於時懸浮。

🧪 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!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

物體材質/密度液體密度排開液體體積沉浮狀態
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

浮力是如何產生的?阿基米德原理的內容是什麼?

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

浮力是液體對物體上下表面壓力差所產生的向上作用力;阿基米德原理指出,物體所受的浮力等於它排開液體的重量。

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,浮力與排開液體的重量是否相等?

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

使用模擬工具測試時,浮力數值會等於排開液體的重量,驗證了阿基米德原理。

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

物體的密度與液體密度的關係,如何決定物體的沉浮?

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

當物體密度小於液體密度時,物體上浮;密度大於液體密度時,物體下沉;密度等於液體密度時,物體懸浮。

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

生活中有哪些應用浮力原理的例子?

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

例如船隻利用中空設計降低整體密度而能浮在水面、潛水艇透過調整壓載艙水量控制沉浮、熱氣球利用熱空氣密度小於冷空氣而升空。

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:比較不同密度液體中的沉浮 ▶

使用 PhET「Buoyancy」測試同一物體在不同密度液體中的沉浮情形,並嘗試解釋為什麼人在死海中比在淡水中更容易飄浮。

phet.colorado.edu · Buoyancy 🔎 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,我對浮力與阿基米德原理有什麼新的理解?

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

船隻設計需要精確計算船體排開水的體積以確保足夠浮力承載貨物;潛水艇則透過主動調整自身密度,實現精確的上浮、下潛與懸浮控制。

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

你認為浮力原理在船隻設計或潛水艇的運作中扮演什麼角色?

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!👏