资优学生教学设计.docx

1、资优学生教学设计資優資源班 教學設計單元名稱：彈簧的運用領域名稱：自然與生活科技適用年級：8年級 下學期節數：2節（90分鐘）設計者：鄭君達教學目標：1.知道力、重量、質量的異同2.知道如何操作彈簧秤測量力的大小 3.知道有哪些方法可以測量力 4.知道彈簧的長度、粗細、截面積與外力的關係 5.利用虎克定律來測量力 6.彈簧的並聯、串聯之伸長量的變化教具：彈簧秤、體重計、磅秤，粗細不同的彈簧、粗細不同的塑膠水管、粗細不同的鉛絲、砝碼、直尺、方格紙、金屬塊教學步驟：時 期內 容備 註準備活動一、準備學習單：1. 事先請學生回家查詢什麼儀器可以測量力或物體的重量？2. 這些東西的共同點是什麼？3.

2、推測或猜想這些儀器的構造是什麼？有沒有共同的元件，這些元件有什麼特性？4. 猜想一下，為什麼這些元件可以測量力？發展活動一、發表學習單內容：1. 讓學生發表自己的學習單觀察內容2. 再由教師作比較總結，並導入用彈簧來測量力或重量。二、實驗操作（1）：1.利用粗細不同的塑膠水管與鉛絲，做出自製彈簧與正規彈簧分別掛法碼，紀錄其長度變化。2.並指導學生以砝碼重量為橫座標，伸長量為縱座標在方格紙上描點畫線。3.引導學生發現虎克定律：彈簧的伸長量與外力成正比，與彈簧的粗細、長短、截面積大小無關。4.再補充觀念，彈簧的粗細、長短、截面積大小，會產生不同的彈力係數，使伸長量產生變化。5.再引導學生，是否可利

3、用以砝碼重量為橫座標，伸長量為縱座標畫出的座標圖，來測量未知物體的重量？三、實驗操作（2）：1.利用未知重量的金屬塊，分別掛在可測量重量的彈簧秤、正規彈簧與自製彈簧上，再利用以砝碼重量為橫座標，伸長量為縱座標畫出的座標圖，來估計推算金屬塊的重量。2.再利用已知重量的砝碼來確認其精確度。3.再讓學生討論發表結論，再總結出結論，可利用彈簧來測量重量。4.在學生實驗與發表時，可注意實驗時是否超出彈性限度？並予以解釋其彈性疲乏與彈性限度四、實驗操作（3）：1.將2條或以上的正規彈簧分別並聯與串聯，紀錄其伸長量的變化。2.引導學生發現彈簧並聯與串聯時，伸長量的變化情形。1.利用鉛絲纏繞在水管上再取出變成

4、自製彈簧。2.需注意的是必須纏繞緊密且鉛絲儘量不要折到。3.為何實驗（3）不用自製彈簧，因為自製彈簧的彈力係數變化較大，而正規彈簧較一致，也可以用自製彈簧作實驗比較其差異。4.因實驗的方式，均是垂直掉掛砝碼進行，所以需考慮彈簧本身的重量。綜合活動一、總結以上三個實驗結果。小組討論，全班發表。二、設計檢核單，檢核學習成果，加強印象，統整觀念。進行總結評量，診斷學習效果。課 前 學 習 單 ：1.事先請學生回家查詢什麼儀器可以測量力或物體的重量？2.這些東西的共同點是什麼？3.推測或猜想這些儀器的構造是什麼？有沒有共同的元件，這些元件有什麼特性？4.猜想一下，為什麼這些元件可以測量力？實驗紀錄單（

5、1）一、長短彈簧的伸長量與砝瑪重量的關係紀錄表彈簧種類彈簧原長20gw40gw60gw80gw100gw120gw自製長彈簧短彈簧正規長彈簧短彈簧二、粗細彈簧的伸長量與砝瑪重量的關係紀錄表彈簧種類彈簧原長20gw40gw60gw80gw100gw120gw自製粗彈簧細彈簧正規粗彈簧細彈簧三、截面積不同的伸長量與砝瑪重量的關係紀錄表彈簧種類彈簧原長20gw40gw60gw80gw100gw120gw自製截面積大的彈簧截面積小的彈簧正規截面積大的彈簧截面積小的彈簧問體與討論：問題一：彈簧的伸長量與砝碼的重量有何關係？問題二：彈簧的長短、粗細、截面積大小與伸長量有何關係？實驗紀錄單（2）1、 用彈簧

6、秤、正規彈簧與自製長短彈簧來測量未知金屬塊重量紀錄表彈簧種類未知金屬（1）未知金屬（2）未知金屬（3）未知金屬（4）未知金屬（5）砝碼20gw砝碼40gw自製長彈簧短彈簧正規長彈簧短彈簧彈簧秤2、 用彈簧秤、正規彈簧與自製粗細彈簧來測量未知金屬塊重量紀錄表彈簧種類未知金屬（1）未知金屬（2）未知金屬（3）未知金屬（4）未知金屬（5）砝碼20gw砝碼40gw自製粗彈簧細彈簧正規粗彈簧細彈簧彈簧秤三、用彈簧秤、正規彈簧與自製截面積不同彈簧來測量未知金屬塊重量紀錄表彈簧種類未知金屬（1）未知金屬（2）未知金屬（3）未知金屬（4）未知金屬（5）砝碼20gw砝碼40gw自製截面積大的彈簧截面積小的彈簧正

7、規截面積大的彈簧截面積小的彈簧彈簧秤問體與討論：問題一：利用實驗（1）以砝碼重量為橫座標，伸長量為縱座標畫出的座標圖，來推算出未知金屬塊的重量，是否與彈簧秤秤出的重量相符合？如果有誤差，精確度是多少？問題二：如果可用座標圖來推測出未知物體的重量，有沒有範圍限制？要如何判斷其可用範圍？問題三：是不是座標圖成一直線才可以判斷其未知物體的重量大小？曲線可不可以判斷其未知物體的重量大小？實驗紀錄單（3）一、彈簧並聯數目與伸長量關係紀錄表並聯數目彈簧原長50gw100gw150gw200gw250gw單獨1條並聯2條並聯3條並聯4條二、彈簧串聯數目與伸長量關係紀錄表並聯數目彈簧原長50gw100gw15

8、0gw200gw250gw單獨1條串聯2條串聯3條串聯4條問體與討論：問題一：隨著彈簧數目的增加，伸長量變化的情形，在並聯、串聯變化的情形是否一致？有何異同？問題二：你可否推論出，砝碼的重量是如何分配到，串聯或並聯的彈簧上？學 習 檢 核 單一、選擇題：( )1. 一物體置於地面上，同時掛在一彈簧秤下，如附圖所示，已知物體的重量為1000公克重，彈簧秤的讀數為800公克重，且地面對物體的支撐力為多少公克重？ (A) 200(B) 800(C) 1000(D) 1800( )2. 一物體置於磅秤的上方，同時掛在一彈簧秤下，如附圖所示，已知磅秤的讀數為500公克重，彈簧秤的讀數為300公克重，且物

9、體呈靜止不動，則物體的重量為多少公克重？(A) 800(B) 500(C) 300(D) 200。( )3. 一彈簧原長10公分，下端掛一未知重量的秤盤，而後掛重物其結果如附表，求秤盤重若干公克？(A) 10公克(B) 20公克(C) 25公克(D) 30公克( )4. 小文以相同質量的砝碼作力的測量實驗，彈簧長度與砝碼個數的關係如附表所示。根據附表，何項敘述可能是錯誤的？(A)放1個砝碼時，彈簧長度為11公分(B)放3個砝碼時，彈簧長度為13公分(C)放7個砝碼時，彈簧長度為17公分(D)放9個砝碼時，彈簧長度為19公分( )5. 在力的測定實驗中，彈簧下端懸掛砝碼，測得彈簧全長與砝碼個數的

10、關係如附圖，如以砝碼個數為橫坐標，彈簧伸長量為縱坐標，作出實驗曲線，則會是下列哪一個？(A) (B) (C) (D) ( )6. 在做力的測量實驗，一彈簧受力F與其伸長量X關係，如附圖，以下敘述何者正確？(A)伸長量與受力不成正比，不能用來測力的大小(B)凡是施力介於20公克重到60公克重者，可用此彈簧來測量(C)凡是大於20公克重的施力，均可用此彈簧來測量( )7. 有一彈簧，其下端掛10 gw時，伸長2公分，如附圖(一)，若將與其相同的彈簧二條合併使用，其下端掛30 gw時，如附圖(二)，每一條均伸長幾公分？(A) 2(B) 3(C) 4(D) 5cm。( )8. 有一彈簧，其受力F及伸長

11、量之關係圖如附圖：今將彈簧放置於水平桌上，且兩端各連接細繩跨於桌緣之定滑輪並各掛2 kg之砝碼，若繩之質量及繩與滑輪之摩擦可忽略，則該彈簧之伸長量為(A) 10 cm(B) 20 cm(C) 30 cm(D) 40 cm ( )9. 如附圖所示，不計滑輪摩擦力及彈簧重量，每一公斤重的外力可使彈簧伸長1公分，若圖中在彈性限度內，則彈簧伸長量為：(A) 0公分(B) 2公分(C) 3公分(D) 6公分( )10. 如附圖，彈簧右端受外力10公克重，則牆上掛鉤對彈簧施力若干公克重？(A) 0(B) 5(C) 10(D) 20公克重( )11. 小明在甲、乙兩條不同的彈簧下懸掛砝碼，彈簧長度（L）與砝

12、碼重量（W）的關係圖如圖(一)所示，且兩彈簧質量皆可忽略。若將兩彈簧並聯後，向下用力拉長簧，同時使兩彈簧的長度皆為75 cm，如圖(二)所示，則施力F的大小應為多少？(A) 20 gw(B) 30 gw(C) 40 gw(D)50 gw（圖一）（圖二）二、題組題： 1. 小虎做某彈簧的外力與伸長量關係如附圖(一)，他將此彈簧掛成如附圖(二)，則在附圖(二)中，試回答下列問題：(1)則彈簧不受力時，其長度為(A) 0 cm(B) 10 cm(C) 13 cm(D) 16 cm(2)該彈簧伸長量為何？(A) 13 cm(B) 16 cm(C) 3 cm(D) 6 cm 2. 小華做如附圖中所示力的

13、測量實驗，結果如附表。試回答下列問題：(1)未加砝碼時，彈簧長度為幾公分？(A) 18公分(B) 19公分(C) 20公分(D) 21公分。答：_。(2)若盤中改放水果，彈簧長度為23.5 cm，則水果重量約為幾克重？(A) 40 gw(B) 50 gw(C) 60 gw(D) 70 gw。答：_。(3)有關虎克定律，下列敘述何者正確？(A)每次增加砝碼時，不可將盤中砝碼取出，應直接加放砝碼(B)此實驗曲線經過原點(C)彈簧的全長與外力的大小成正比(D)經實驗後，再使用此彈簧重新測定一次，可得相同的實驗數據。答：_。 3. 在彈性限度內，當彈簧下端掛30 gw的重物時，伸長量為3 cm，試回答

14、下列問題：(1)如附圖(一)，P、Q、R三點受力的大小關係為：(A) PQR(B)PQR(C) PQR(D) QRP。答：_。(2)如附圖(二)，Q點所受向左的力有多大？(A) 10(B) 15(C) 20(D) 30克重。答：_。(3)如附圖(二)，則彈簧伸長量為：(A) 0公分(B) 1.5公分(C) 2公分(D) 3公分。答：_。 4. 如附圖，若A、B、C是三個相同的彈簧，在彈性限度內，當下端掛20 gw的重物時，伸長量均為2 cm。試回答下列問題：(1)如附圖(一)，C彈簧伸長幾公分？(A) 1公分(B) 2公分(C) 3公分(D) 9公分。答：_。(2)如附圖(二)，B彈簧伸長幾公

15、分？(A) 1公分(B) 1.5公分(C) 2公分(D) 3公分。答：_三、創造聯想思考題：1. 你是否在別的物品中，發現彈簧的存在，它是利用彈簧的什麼特性？2. 從彈簧的實驗與有著彈簧的物品中，你得到什麼啟示？3. 你覺得生活中的物品，有哪些與彈簧有一樣的特性？又有哪裡不一樣？4. 既然彈簧是利用規律的伸長量變化來測量力的大小，那可不可以找出相類似的物體來測量力？有哪些物體可以使用這種方式來測量力的大小？要如何設計？其精密度如何測定？5. 彈簧除了用來測量力之外，結合同學所尋找的資料，學習檢核單 參考答案1、 選擇題：1.（A） 2.（A） 3.（B） 4.（D） 5.（C） 6.（B） 7.（B） 8.（A） 9.（D） 10.（C） 11.（B）二、題組題：1. B、C 2. C、D、D 3. B、C、C 4. D、A學校：永靖國中資優班類型：一般智能類-分散班課程領域：自然與生活科技領域設計者：鄭君達課程名稱：彈簧的運用