← 回課程首頁

⚖️ 第 4 單元・第 2 課|力的測量

翰林五上自然 第 4 單元 4-2|一次看一頁,看完按「下一頁」

👨‍👩‍👦 家長快速導讀(孩子不用看)

本課主題:物體受力後,形狀或運動速度會改變;用彈簧受力後的伸長來測量力的大小(彈簧伸長實驗、讀表格和折線圖、彈性限度);彈簧秤和磅秤;物體同時受兩個力:同方向(合力=相加)、相反方向(拔河:一樣大就靜止,不一樣大就往施力較大的一方移動,合力=相減)。對應自修 p.105~111 與 p.112「4-2 重點整理」。

三個學習目標:①能說出「受力愈大,橡皮筋、彈簧伸得愈長」,並知道可以用這個規律來量力 ②看得懂彈簧實驗的表格和折線圖,分得清「彈簧總長度」和「彈簧伸長長度」 ③能說出拔河時布條什麼時候不動、什麼時候往哪一邊動。

預測卡點:這單元孩子的測驗還沒寫,應該是新內容。最大的閱讀卡點是表格:「砝碼總重量」「彈簧總長度」「彈簧伸長長度」三排字很像,孩子很可能把「總長度」當成「伸長長度」(伸長長度=總長度-原來長度)。另外:「砝碼」「彈性限度」「歸零」「勢均力敵」是新詞;「公克重」是力的單位,和「公克」不完全一樣;「施力較大的一方」句子很長。

建議時間:15~20 分鐘。這課有 4 張卡+1 頁讀表讀圖,如果孩子累了,可以分兩次:第一次到「讀表、讀圖」,第二次從「彈簧秤」開始。第 3 頁(加砝碼)和第 6 頁(拔河)可以按、可以拉,請讓孩子自己操作,邊做邊說「掛幾個、伸長多少」「誰的力比較大」。家裡如果有橡皮筋和小袋子,可以掛一顆、兩顆、三顆積木試試看。

這課針對測驗的哪些地方:第 4 單元測驗(p.119–123)和期末、第三次成績考查都還沒寫。其中有好幾題要孩子讀彈簧實驗的表格(p.122 大題六用的就是課本同一張表;p.131、p.139 換了數字),也有拔河/迴紋針題(p.121、p.128、p.140)。所以這課把力氣花在「讀表」:第 4 頁專門練「總長度 vs 伸長長度」,想一想用的是另一條自己編的彈簧,沒有搬測驗題,也沒有公布測驗答案。小試一下 p.112 的三題也沒有搬進來。

日文橋:日本小三「風やゴムの働き」學過「ゴムを長くのばすほど、ものを動かす働きが大きい」——這就是本課「受力愈大,伸得愈長」的起點。⚠「ゴム」=橡膠;輪ゴム=橡皮筋,消しゴム=橡皮擦,中文兩個都有「橡皮」,要分清楚。ばね=彈簧(字完全不同),ばねばかり=彈簧秤,はかり=秤;日本小三「ものの重さ」用過「台ばかり」(=磅秤這一類)。おもり=砝碼。

參考資料備註:照片都用維基共享資源 API 確認過授權和作者。影片只確認過標題、頻道和說明,沒有逐一看完,第一次請家長陪著看。第 3 頁的「數位教材教法研發中心」影片說明欄只有內部審稿註記(「1+2審修改ok」),沒有其他介紹。第 3 頁加砝碼的數字,用的是自修 p.106 的紀錄(每個砝碼 20 公克重、彈簧原來 7 公分);自修註明「以下紀錄僅供參考」,實際做實驗數字會不一樣。第 1 個砝碼只伸長 0.5 公分,自修 p.106 有說明原因(「為抵銷彈簧內縮力」),第 4 頁用白話講。第 5 頁彈簧秤指針的讀數(橡皮擦、鉛筆盒、水壺)是我們自己編的例子,不是課本數字。

給家長的延伸:《新科學探險隊》「機械島的驚險挑戰」力與運動系列EP1:物體重量和彈簧伸長量的關係(LIS 情境科學教材,13:33,故事劇,說明欄寫有對應翰林五年級);90%學生都會掉進的「總長」陷阱!…|晟自然(晟自然玩科學,4:52,專講「總長 vs 伸長量」和第一格沒規律;是補習老師的頻道,說明欄有招生連結,建議家長先看);【五年級//自然】5-8-1C力與運動-測量力的大小-專家迷思破解(數位教材教法研發中心,2:57)。

今天要學什麼

力看不見,可是量得出來!

推、拉、壓、踢,都是在用「力」。

力看不見、摸不到。那要怎麼知道力有多大呢?

今天我們要用彈簧來量力,還要看懂實驗的表格和折線圖,最後來玩拔河!

🇯🇵 你在日本小學三年級學過「風やゴムの働き」:
「ゴムを長くのばすほど、車は遠くまで動く」。
橡皮筋拉得愈長,力就愈大。今天就從這裡開始!
圖鑑卡 1/4

力會改變形狀,也會改變運動

📷 請看自修 p.105 上面的四張照片(橡皮筋、皮球、尺、彈簧)
📖 用手試試看 用手指拉橡皮筋,橡皮筋會變長。用手握皮球,皮球會變扁。
用腳踢足球,本來不動的球,會滾出去;滾動的球被你用腳擋住,會停下來。
東西被推、被拉、被壓,叫做「受力」。受力以後,東西的形狀會變,或是運動(快慢、方向)會變。
👇 按按看:用的力不一樣,會怎樣?
橡皮筋:拉 皮球:壓 足球:踢 左邊兩個:形狀改變 | 右邊:運動改變(從不動到滾動)
用的力愈大→形狀變得愈多(伸得愈長、壓得愈扁)
🔤 中日小心:日文「ゴム」=橡膠。輪ゴム=中文「橡皮筋」;消しゴム=中文「橡皮擦」。兩個中文都有「橡皮」,可是一個用來拉,一個用來擦!
🌏 真實世界看一看
手用力握住一顆軟軟的球,球被壓扁了。
用力握軟球:球被壓得扁扁的、歪歪的。放開以後,它會變回來嗎?📷 Kallemax/公有領域/維基共享資源
自修 p.112 重點整理第 1 點 ↓ 先自己念一次 👇
物體受力後,形狀或運動速度會改變。當物體形狀改變的程度愈大,所受的力也愈大。
→ 東西被推、拉、壓以後,樣子會變,或是動的快慢會變。樣子變得愈多,代表用的力愈大。
✂ 物體=東西/受力=被推、被拉、被壓(力を受ける)/形狀=樣子(形)/程度=多少、多厲害
想一想:用手指壓海綿。壓得愈用力,海綿會怎樣?
被壓得愈扁
變得愈胖
一點都不會變
圖鑑卡 2/4

彈簧伸長實驗

📷 請看自修 p.105 下面~p.106(彈簧、尺、支架、砝碼)
📖 彈簧是「量力的好幫手」 彈簧被拉,會伸長;放開,又會恢復原狀(變回原來的樣子)。
科學家用一種很準的小鐵塊來拉彈簧,叫做「砝碼」。每個砝碼一樣重。
⚠ 日文叫「ばね」,中文叫「彈簧」,完全不一樣!砝碼的日文是「おもり」。
👇 按「掛一個砝碼」,一個一個加上去,看彈簧怎麼變。
原來 7 公分 尺(公分) 眼睛要 平視彈簧 的末端 👀
砝碼總重量0 公克重
彈簧總長度7 公分
彈簧伸長長度0 公分
先看看:還沒掛砝碼的時候,彈簧長幾公分?
砝碼數量(個)12345
砝碼總重量(公克重)20406080100
彈簧總長度(公分)7.58.59.510.511.5
彈簧伸長長度(公分)0.51.52.53.54.5
數字用自修 p.106 的紀錄:砝碼每個 20 公克重,彈簧原來 7 公分。(自修寫「以下紀錄僅供參考」)
掛的砝碼愈多、愈重→彈簧伸長的長度愈長
🌏 真實世界看一看
實驗室裡,彈簧掛在支架上,下面吊著砝碼,旁邊立著一把尺。
真的實驗室(義大利):彈簧掛在支架上,下面吊著砝碼,旁邊有一把尺。手正在把黃色小尺移到彈簧的末端——就像自修說的「眼睛要平視彈簧的末端」。📷 Ponscienze2019.devititriggiano/CC BY-SA 4.0/維基共享資源
看老師怎麼做彈簧實驗:一個一個掛上砝碼,每次都量一次長度。🎬 【五年級//自然】5-8-1A力與運動-測量力的大小-實驗示範(數位教材教法研發中心,5:21)
自修 p.107 結論第 1、2 點 ↓ 先自己念一次 👇
1. 當彈簧懸掛的砝碼數量愈多,重量愈重,彈簧伸長的長度愈長。
2. 砝碼的重量與彈簧伸長的長度有規律性的變化。
→ 砝碼掛得愈多,就愈重,彈簧就被拉得愈長。而且彈簧變長的樣子是「有規則的」,不是亂變。
✂ 懸掛=吊著、掛著(つるす)/數量=有幾個/規律性=有規則、可以猜到下一個(きまり)
自修 p.107 名詞解釋 ↓ 先自己念一次 👇
彈性限度:指彈簧受力的最大限度。如果施力超過最大限度,彈簧會無法恢復成原來的長度,測量力的大小時也會不準確。
→ 彈簧能承受的力,有一個「最多到這裡」。拉得太大力、超過了,彈簧就變不回原來的樣子,以後量力也不準了。
✂ 限度=最多只能到哪裡(限界)/施力=用力/超過=比……還多/無法=沒有辦法(できない)/恢復=變回來
想一想:拿下彈簧上的砝碼以後,彈簧會怎樣?(彈簧沒有被拉壞)
一直保持長長的
恢復原來的長度
變得比原來更短
圖鑑卡 2/4|讀表、讀圖 📊

看懂表格和折線圖

實驗做完,自修把結果寫成表格,再畫成折線圖。表格的字很多,我們一步一步讀。

📷 請看自修 p.106 下面的表格和折線圖
表格要先看最左邊那一格。
第 1 排:掛了幾個砝碼。第 2 排:砝碼加起來多重。
第 3 排:彈簧現在整條多長(總長度)。第 4 排:彈簧多出來的那一段(伸長長度)。
然後往右看,就是掛 1 個、2 個、3 個……的結果。

原來的長度 7 公分 伸長 0.5 總長度 7.5 公分(整條) ← 掛 1 個砝碼的時候 伸長長度 = 總長度 - 原來的長度 → 7.5 - 7 = 0.5 總長度=整條彈簧。伸長長度=只有「多出來」的那一小段。題目問哪一個,要看清楚!

020406080100120 123456 → 橫軸:砝碼總重量(公克重) ↑ 直軸:彈簧伸長長度(公分) 橫的那條線(橫軸):砝碼多重。往右=愈重。
直的那條線(直軸):彈簧伸長多少。往上=伸得愈長。
點點一直往右上走,排成一條直直的線 → 愈重,伸得愈長,而且很有規律。
虛線圈起來的地方(0~20):第 1 個砝碼比較特別。彈簧一圈一圈本來緊緊靠在一起,第 1 個砝碼要先把它們「拉開」,所以只伸長一點點。自修 p.106 說這裡「不具規律性」。
⚠ 容易搞混!表格裡有三排都有「彈簧」或「總」這些字。
讀題的時候,先圈出題目問的是「總長度」還是「伸長長度」,再去找那一排。
想一想:(這是另一條彈簧)一條彈簧原來長 5 公分。掛上一個鉛筆盒以後,總長度變成 8 公分。彈簧伸長了幾公分?
8 公分
3 公分
13 公分
圖鑑卡 3/4

彈簧秤和磅秤

📷 請看自修 p.108(彈簧秤的構造、磅秤和吊掛式的彈簧秤)
📖 把彈簧藏在盒子裡 剛剛知道:東西愈重,彈簧伸得愈長,而且很有規律。
那就把彈簧裝進盒子裡,旁邊畫上刻度,加一根指針——就變成「彈簧秤」了!
菜市場秤菜的磅秤、家裡的體重計,裡面也有彈簧。
🇯🇵 你在日本小三「ものの重さ」用過「はかり」。中文的「秤」,就是日文的「秤(はかり)」。
👇 按按看,掛不同的東西。
250g 掛環(固定彈簧秤) 測量的重量上限 重量的刻度 指針 掛鉤(掛東西或用手拉)
讀數是我們自己編的例子。這支彈簧秤最多只能量到 250 公克重。
東西愈重,彈簧被拉得愈長→指針指的數字愈大
✅ 使用彈簧秤的兩個小規則(自修 p.108)
① 掛東西以前,先看指針是不是在「0」(叫做歸零)。
② 等彈簧不再伸長、停住了,再讀指針指的數字。讀的時候,眼睛和指針一樣高(平視)。
🌏 真實世界看一看
學校實驗用的彈簧秤,上面有刻度和指針。
學校做實驗用的彈簧秤(印度)。找一找:掛環在哪?刻度在哪?指針指著幾?📷 Kvr.lohith/CC BY-SA 4.0/維基共享資源
香港元朗店裡的圓形磅秤,表面寫著中文「磅秤」。
香港元朗的店裡用的磅秤。圓圓的錶面上寫著「磅秤」兩個字,裡面也藏著彈簧!📷 Peachyeung316/CC BY-SA 4.0/維基共享資源
自修 p.108 是這樣寫的 ↓ 先自己念一次 👇(句子比較長,一句一句慢慢念)
在彈性限度內,彈簧受力的大小與長度變化具有規律性,可以用來測量物體的重量。彈簧秤和磅秤都是運用這樣的原理製成的測量重量工具。
→ 只要不拉壞彈簧,用的力多大,彈簧就變多長,很有規則。所以可以用彈簧來量東西有多重。彈簧秤和磅秤,就是用這個道理做出來的。
✂ 在……內=在……裡面、不超過/具有=有/運用=使用(利用する)/原理=道理、為什麼會這樣/製成=做成
自修 p.107 結論第 3 點 ↓ 先自己念一次 👇
物體受到地球引力的作用,對彈簧產生拉力,使彈簧伸長,因此物體所受地球引力就是物體的重量。
→ 地球一直把東西往下拉。東西被往下拉,就去拉彈簧,彈簧就變長。地球拉這個東西的力有多大,就是它的「重量」。
✂ 地球引力=地球把東西往下拉的力(日文常說「重力」)/產生=出現、做出/因此=所以
想一想:小安拿起彈簧秤,還沒有掛任何東西,指針卻停在「20」。他應該先怎麼做?
不用管,直接掛東西來量
量完以後,再多加 20
先把指針調回「0」,再開始量
圖鑑卡 4/4

兩個力一起來:拔河和合力

📷 請看自修 p.109 上面(拔河的兩張圖)、p.110~111(兩支彈簧秤拉迴紋針)
📖 拔河比賽 繩子中間綁著一條布條,地上畫一條中線。兩隊往相反的方向拉。
布條往哪一邊跑,就是哪一隊的力氣比較大,那一隊贏。
如果兩隊的力一樣大,布條就停著不動——這叫「勢均力敵」,分不出輸贏。
自修 p.110 用兩支彈簧秤代替兩隊,中間勾一個迴紋針,就能看出每一邊用了多少力。
👇 拉拉看兩邊的力。也可以換成「同方向」試試。
中線 左邊的彈簧秤 右邊的彈簧秤
左邊的力100
右邊的力200
單位:公克重。紫色箭頭=合力(兩個力合起來的效果)。
兩個力合力怎麼算東西怎麼動
方向相同 →→兩個力相加往那個方向動
方向相反、一樣大 →←相減=0靜止不動
方向相反、不一樣大大的減小的往力比較大的那邊動
兩隊往相反方向拉,力不一樣大→布條往力比較大的那一隊移動
🌏 真實世界看一看
日本沖繩的小朋友在草地上拔河,大家身體往後倒、用力拉。
日本沖繩的小朋友在拔河。看大家的身體:都往後倒,腳用力踩住地面。他們在往哪個方向用力?📷 Lance Cpl. Matheus Hernandez(美國海軍陸戰隊)/公有領域/維基共享資源
自修 p.109 是這樣寫的 ↓ 先自己念一次 👇
1. 當兩方所用的力大小不同、方向相反時,中間的布條會往施力較大的一方移動,代表獲勝。
2. 當兩方所用的力大小相同、方向相反時,中間的布條會靜止不動,出現兩方勢均力敵、難分勝負的情形。
→ 兩隊往相反方向拉:力不一樣大,布條就跑向力氣大的那隊,那隊贏。力一樣大,布條就停著不動,分不出誰贏。
✂ 兩方=兩邊/施力較大的一方=用力比較大的那一邊/獲勝=贏/靜止=停著不動(静止)/勢均力敵=兩邊力氣差不多/難分勝負=很難分出誰贏誰輸
自修 p.111 放大鏡「合力」↓ 先自己念一次 👇
兩個或兩個以上的力同時作用於一個物體時,產生的總作用力,稱為合力。
→ 有兩個(或更多)力一起推、拉同一個東西時,把它們「合起來」算出的力,就叫合力。同方向:加起來。相反方向:相減。
✂ 同時=在同一個時間/作用於=推、拉在……上面/總=全部加起來/稱為=叫做
想一想:小明和小華一起往右拉一台推車。小明用 30,小華用 20(單位一樣)。合力是多少?
10,往左
10,往右
50,往右
整理

力的測量:一張表記起來

學到什麼一句話
受力會怎樣形狀或運動速度會改變;形狀變愈多,力愈大
彈簧砝碼愈多、愈重 → 伸長的長度愈長,有規律
彈性限度拉太大力超過了,彈簧就變不回來,量起來也不準
讀表格伸長長度 = 總長度 - 原來的長度
生活中的秤彈簧秤、磅秤、體重計,裡面都有彈簧
兩個力同方向相加;相反方向:一樣大就不動,不一樣大往大的那邊動
自修 p.112 重點整理第 6 點 ↓ 先自己念一次 👇
靜止的物體同時受兩個方向相反且作用於同一直線上的力時:(1)若兩力大小相等,則物體會維持靜止不動。(2)若兩力大小不同,則物體會往施力較大的方向移動。
→ 本來不動的東西,被兩個力在同一條線上往相反方向拉:兩個力一樣大,還是不動;不一樣大,就往力大的那邊動。
✂ 同一直線上=在同一條直直的線上/若=如果/相等=一樣/則=那就/維持=保持、一直這樣
🔑 這一課最重要的兩句話:
① 彈簧受的力愈大,伸得愈長,所以可以用彈簧來量力。
② 兩個力往相反方向拉:一樣大就不動,不一樣大就往力大的那邊動。
關鍵詞小字典

這 8 個詞,考試和下一課都會用到

受力ㄕㄡˋ ㄌㄧˋ
被推、被拉、被壓。
例:皮球受力以後變扁了。|🇯🇵 力を受ける
彈簧ㄊㄢˊ ㄏㄨㄤˊ
一圈一圈的金屬線,拉了會變長,放開會變回來。
例:原子筆裡面有小彈簧。|🇯🇵 ⚠ ばね(字完全不一樣)
砝碼ㄈㄚˇ ㄇㄚˇ
做實驗用的小重物,每一個一樣重。
例:彈簧下面掛了 3 個砝碼。|🇯🇵 おもり(分銅)
伸長ㄕㄣ ㄔㄤˊ
變長;「伸長長度」是多出來的那一段。
例:彈簧伸長了 2 公分。|🇯🇵 のびる
規律ㄍㄨㄟ ㄌㄩˋ
有規則,可以猜到下一個會怎樣。
例:每多一個砝碼,彈簧就多伸長一樣的長度,很有規律。|🇯🇵 きまり
彈性限度ㄊㄢˊ ㄒㄧㄥˋ ㄒㄧㄢˋ ㄉㄨˋ
彈簧最多能承受多大的力;超過就變不回來。
例:不要掛太重,以免超過彈性限度。|🇯🇵 弾性の限界
彈簧秤ㄊㄢˊ ㄏㄨㄤˊ ㄔㄥˋ
用彈簧做成,可以量重量或力的工具。
例:用彈簧秤以前要先歸零。|🇯🇵 ばねばかり
合力ㄏㄜˊ ㄌㄧˋ
好幾個力一起作用,合起來的效果。
例:兩個人往同一邊拉,合力=兩個力加起來。|🇯🇵 合力(ごうりょく)
📖 讀題小教室

題目怎麼讀?一步一步來

這一題有陷阱。我們用三個步驟把它拆開。

先自己念一次 👇
班上拔河比賽,比了很久,繩子中間的布條一直停在中線上,沒有移動。下列關於這時候兩隊的說法,哪一個不正確?
① 兩隊用的力一樣大 ② 兩隊拉的方向相反 ③ 有一隊用的力比另一隊大
問的是「兩隊的力」。題目先告訴我們一個線索:布條停在中線、沒有移動。
用筆把「沒有移動」圈起來,這是最重要的線索。

中線=地上中間那條線。方向相反=一個往左、一個往右。下列=下面的 ①②③。
想一想:布條不動,代表兩隊的力怎樣?(回去看第 6 頁的表)

⚠ 有兩個!「沒有移動」是線索;「不正確」是要你找錯的那一個。
先把每一個選項判斷「對」還是「錯」,最後選「錯」的那個。
現在自己選:
① 兩隊用的力一樣大
② 兩隊拉的方向相反
③ 有一隊用的力比另一隊大

選完以後,回到上面的題目,再念一次。這次是不是一下子就看到「沒有移動」和「不正確」了?

最後一步

自己說說看(用講的,不用寫)

請你跟爸爸媽媽說三句話:

  1. 彈簧掛的砝碼愈多,會怎樣?
  2. 「總長度」和「伸長長度」有什麼不一樣?
  3. 拔河的時候,布條什麼時候不會動?
💬 例如:「砝碼掛得愈多,彈簧就……」——後面請你自己接下去!

說完以後,翻開自修 p.112 的「4-2 重點整理」,自己念一次。看看是不是比剛剛更看得懂了?

挑戰題(可以跳過):兩條一模一樣的彈簧。A 掛 1 個砝碼,B 掛 3 個一樣的砝碼。哪一條比較長?為什麼?
哪一條受的力比較大?受力愈大,彈簧會伸得愈……?

🎉 第 4 單元・第 2 課完成!下一課:第 4 單元・第 3 課 摩擦力——為什麼有的東西滑得遠,有的一下子就停下來?