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國三上理化⏱ 約 20 分鐘PhETEb-IV-13

2.3 牛頓第三運動定律

任務簡報:劃船時,船槳向後撥水,船身卻向前移動,這就是作用力與反作用力的展現。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

劃船時,船槳向後撥水,船身卻向前移動,這就是作用力與反作用力的展現。這一節,我們要透過模擬實驗,探究牛頓第三運動定律的內容與應用。

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「Net Force」畫面,讓兩位施力者(如藍色與紅色人物)分別站在拉繩的兩側。

  2. 2

    讓其中一位施力者對繩子施力拉動,觀察繩子與物體的反應,並注意施力者感受到的反作用力。

  3. 3

    讓兩位施力者以相同大小的力互相拉扯,觀察物體(或繩結)的運動狀態。

  4. 4

    比較體重不同的兩位施力者互相拉扯時,何者較容易被拉動,並思考這與作用力反作用力的關係。

  5. 5

    思考:當你用力推牆壁時,牆壁對你的手施加了什麼力?

🧪 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:施力情境 約 0~10000;施力者受力 約 0~10000;對方受力 約 0~10000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

施力情境施力者受力對方受力觀察到的運動結果
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

牛頓第三運動定律的內容是什麼?作用力與反作用力有哪些特性?

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

牛頓第三運動定律指出,當物體甲對物體乙施加作用力時,物體乙也會同時對物體甲施加大小相等、方向相反的反作用力;兩力分別作用在不同物體上。

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

使用模擬工具測試互相拉繩時,兩人所受的力大小是否相等?方向呢?

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

兩人互相拉繩時,彼此施加在對方身上的力大小相等、方向相反,這是作用力與反作用力的展現。

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

為什麼作用力與反作用力大小相等、方向相反,卻不會互相抵消而使物體保持靜止?

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

作用力與反作用力分別作用在兩個不同的物體上,因此不能相加或抵消;只有作用在同一物體上的力才能討論合力是否為零。

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

生活中有哪些作用力與反作用力的例子?請舉例說明。

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

例如劃船時船槳撥水使船前進、火箭噴出氣體使火箭前進、走路時腳向後推地面使人向前移動等,都是作用力與反作用力的例子。

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:體重差異與拉扯結果 ▶

使用 PhET「Forces and Motion: Basics」比較體重差異較大的兩位施力者互相拉繩時的運動結果,並嘗試以牛頓第二定律(質量與加速度關係)解釋為什麼體重較輕者容易被拉動。

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,我對牛頓第三運動定律有什麼新的理解?

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

火箭發射時噴出高速氣體(作用力),氣體對火箭產生反作用力使其向上推進;游泳時手腳向後撥水(作用力),水對身體產生反作用力使人向前移動,兩者都是牛頓第三運動定律的具體應用。

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

你認為火箭發射、游泳劃水等活動,如何應用作用力與反作用力的原理?

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。

  • 🔁 回第 2 關
  • 🔁 回第 2 關
  • 🔁 回第 3 關
  • 🔁 回第 4 關
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!👏