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國三上理化⏱ 約 20 分鐘其他Eb-IV-21

3.4 簡單機械

任務簡報:升旗典禮時,我們利用滑輪就能輕鬆將旗子拉到旗桿頂端,這就是簡單機械帶來的便利。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

升旗典禮時,我們利用滑輪就能輕鬆將旗子拉到旗桿頂端,這就是簡單機械帶來的便利。這一節,我們要透過模擬實驗,探究各種簡單機械的原理與應用。

2

實驗工作站:[

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

    進入模擬工具後,依序選擇槓桿、滑輪、輪軸、斜面等不同類型的簡單機械。

  2. 2

    針對每一種機械,嘗試施加不同大小的力,觀察所需施力與負重之間的關係。

  3. 3

    記錄每種機械在特定負重下,達到平衡或移動所需的最小施力。

  4. 4

    比較不同簡單機械(如定滑輪與動滑輪)所需施力的差異,並計算機械利益(負重/施力)。

  5. 5

    思考:使用簡單機械是否代表可以「不勞而獲」,完全不需要施力也能舉起重物?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

mechsimulator.com🔎 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。
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:所需施力 約 0~10000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

機械種類負重所需施力機械利益
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

常見的簡單機械有哪些種類?各有什麼功能?

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

常見的簡單機械包括槓桿(如翹翹板、剪刀)、滑輪(如升旗用滑輪)、輪軸(如門把、方向盤)、斜面(如無障礙坡道)等,功能是改變施力方向或改變所需施力大小。

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 2計劃與執行

使用模擬工具測試不同機械時,施力與負重的關係有何不同?

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

不同機械改變施力與負重關係的方式不同:例如動滑輪可以省力但需拉動較長繩索;斜面可以用較小的力將重物沿斜面推升,但移動距離較直接抬升更長。

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

機械利益的定義與計算方式是什麼?

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

機械利益(省力倍數)為負重與所需施力的比值,機械利益=負重/施力,數值越大代表越省力。

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 4討論與傳達

生活中有哪些簡單機械的應用例子?

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

例如升旗滑輪、無障礙坡道、螺絲起子(輪軸原理)、開瓶器(槓桿原理)等,都是簡單機械的應用。

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 💪

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:動滑輪與定滑輪的比較 ▶

使用模擬工具比較動滑輪與定滑輪在提升相同重物時,施力與移動距離的差異,並嘗試解釋為什麼動滑輪省力但需要拉動較長的繩索。

javalab.org · Pulley 🔎 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,我對簡單機械有什麼新的理解?

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。
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🔒 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

選擇簡單機械時,需衡量省力與省時(省距離)之間的取捨:若空間有限但可以多花力氣,可選擇機械利益較低但省時的機械;若需要省力但空間充足,可選擇機械利益較高(如長斜面、動滑輪組)的機械,依實際工作情境彈性搭配應用。

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

你認為在日常生活或工程應用中,如何選擇適合的簡單機械來提升工作效率?

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!👏