1、資優資源班教學設計單元名稱：彈簧的運用適用年級： 8 年級 下學期領域名稱：自然與生活科技節數： 2 節（ 90 分鐘） 設計者：鄭君達教學目標：知道力、重量、質量的異同知道如何操作彈簧秤測量力的大小知道有哪些方法可以測量力知道彈簧的長度、粗細、截面積與外力的關係利用虎克定律來測量力彈簧的並聯、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：時期準備活動發展活動綜合活動內容備註一、準備學習單：事先請學生回家查詢什麼儀器可以測量力或物體的重量？這些東西的共同點是什麼？推測或猜想這些儀器的構造是什麼？有沒有共同的

2、元件，這些元件有什麼特性？猜想一下，為什麼這些元件可以測量力？一、發表學習單內容：1. 利用鉛絲1.讓學生發表自己的學習單觀察內容纏繞在水2.再由教師作比較總結，並導入用彈簧來測量力或管上再取重量。出變成自二、實驗操作（ 1）：製彈簧。利用粗細不同的塑膠水管與鉛絲，做出自製彈簧2. 需注意的2.與正規彈簧分別掛法碼，紀錄其長度變化。是必須纏並指導學生以砝碼重量為橫座標，伸長量為縱座繞緊密且3.標在方格紙上描點畫線。鉛絲儘量引導學生發現虎克定律：彈簧的伸長量與外力成不要折到。正比，與彈簧的粗細、長短、截面積大小無關。3. 為何實驗4.再補充觀念，彈簧的粗細、長短、截面積大小，（3）不用5.會產生

3、不同的彈力係數，使伸長量產生變化。自製彈再引導學生，是否可利用以砝碼重量為橫座標，簧，因為自伸長量為縱座標畫出的座標圖，來測量未知物體製彈簧的的重量？彈力係數三、實驗操作（ 2）：變化較1.利用未知重量的金屬塊，分別掛在可測量重量的大，而正規彈簧秤、正規彈簧與自製彈簧上，再利用以砝碼彈簧較一重量為橫座標，伸長量為縱座標畫出的座標圖，致，也可以2.來估計推算金屬塊的重量。用自製彈再利用已知重量的砝碼來確認其精確度?；勺鲗嶒?.再讓學生討論發表結論，再總結出結論，可利用比較其差彈簧來測量重量。異。在學生實驗與發表時，可注意實驗時是否超出彈4. 因實驗的性限度？並予以解釋其彈性疲乏與彈性限方式，均是

4、度垂直掉掛四、實驗操作（ 3）：砝碼進1. 將 2 條或以上的正規彈簧分別並聯與串聯，紀錄行，所以需其伸長量的變化。考慮彈簧2. 引導學生發現彈簧並聯與串聯時，伸長量的變化本身的重情形。量。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：事先請學生回家查詢什麼儀器可以測量力或物體的重量？這些東西的共同點是什麼？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？猜想一下，為什麼這些元件可以測量力？實驗紀錄單（ 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20gw40gw6

5、0gw80gw100gw120gw自長彈簧製短彈簧正長彈簧規短彈簧二、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自粗彈簧製細彈簧正粗彈簧規細彈簧三、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截面積大自的彈簧截面積小製的彈簧截面積大正的彈簧截面積小規的彈簧問體與討論：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）一、用彈簧秤、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自長彈簧製短彈簧正長

6、彈簧規短彈簧彈簧秤未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬（1）（2）（3）（4）（5）砝碼砝碼20gw40gw二、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未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬彈簧種類（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）（ 1）自 粗彈簧製 細彈簧正 粗彈簧規 細彈簧彈簧秤砝碼砝碼20gw40gw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截面積大自的彈簧截面積小製的彈簧截面積大正的彈簧截面積小規的彈簧未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬未知金屬（1）（2）（3）（4）（5）砝碼砝碼20gw40gw彈簧秤問體與討論：問題一：利用實驗

7、（ 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??？曲線可不可以判斷其未知物體的重量大?。繉嶒灱o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50gw100gw150gw200gw250gw單獨 1條串聯 2條串聯

8、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，且物體呈靜止不動，則物體的重量為多少公克重？

9、(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關係

10、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 20 公克重到 60 公克重者，可用此彈簧來測量 (C)凡是大於(B) 凡是施力介於 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) 5 cm。()

11、8.有一彈簧，其受力F 及伸長量之關係圖如附圖：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

12、碼，彈簧長度（L ）與砝碼重量（ 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：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

13、 cm (D) 6 cm小華做如附圖中所示力的測量實驗，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) 50gw(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：_。在彈性限度內，當

14、彈簧下端掛 30 gw 的重物時，伸長量為 3 cm，試回答下列問題：(1)如附圖 (一)，P、Q、 R 三點受力的大小關係為：(A) P QR(B)PQR(C) P QR(D) QR P。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：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？從彈簧的實驗與有著彈簧的物品中，你得到什麼啟示？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？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