Transcript 常見的力

自然與生活科技領域
國中２下
上
第
章
常見的力
力與平衡
萬有引力
靜電現象
摩擦力
重點整理
力與平衡
生活中常見的力
• 力的效應與測量
1.力的效應
力對物體產生的影響。可以歸納為兩大類。
1)使物體發生形狀或大小的改變，例如：
讓橡皮筋伸長、壓縮沙發內的彈簧、將
鐵絲折彎曲等。
2)改變物體的運動狀態，例如：推運動中
物體，使改變方向或快慢。地震所造成
地表裂開與隆起的現象。
力與平衡
• 力的效應與測量
A
B
地
球
引
力
彈
力
地震造成地表裂開與隆起，
是力作用的結果。
C 抬物體時的
支撐力
D 磁力
力與平衡
動腦時間
分組討論，舉出力對物體造成各種影響的
例子，並說明該影響是屬於哪一類的效應。
活動5-1.1
力的測量
目的：
利用彈簧長度的變化來測量力的大小。
器材：（以組為單位）
彈簧1 條、鐵架1 個、直尺（30 公分）1 支、
10 g砝碼（含掛勾）6 個、
活動5-1.1
力的測量
步驟：
1. 將彈簧固定在鐵架上，並在彈簧上下兩端
各做一個指標，測量彈簧長度。
2. 用直尺量出上下兩指標間的距離（L0），
即為彈簧原長，記錄在活動紀錄本中。
3. 在彈簧下端掛上10 g 砝碼1 個，用直尺量
出上下兩指標間的距離（L1），記錄在活
動紀錄本中。
活動5-1.1
力的測量
4. 每次增加砝碼10 g ，用直尺量出上下兩
指標間的距離，至少增加5 次。將5次結
果分別記錄在活動紀錄本中。
每次增加砝碼時，應先將掛在彈簧上的砝碼全部
取下，觀察彈簧是否恢復到原先的長度，若是恢
復，則重複實驗步驟4 ；否則即停止。
5. 由實驗數據找出每次測量的彈簧伸長量，
以及作用在彈簧上的力F 和彈簧伸長量X
的比值。
6. 依活動紀錄本表1 的數據，繪製砝碼重量
與彈簧伸長量的關係圖。
活動5-1.1
力的測量
7. 取1 個隨身的小物品（重量不宜超過實驗
時所掛之砝碼總重量），設法掛在彈簧下
端，量取彈簧的伸長量。由砝碼重量與彈
簧伸長量的關係圖，預測該小物品的重量。
活動5-1.1
力的測量
活動流程圖：
彈
簧
原
長
L0
以膠帶將
指標黏貼
於彈簧兩
端
記錄原始彈簧
長度L0
彈
簧
原
長
L1
每次增加砝碼時，
先將彈簧全部取下，
觀察彈簧是否恢復
原長度
10 g
記錄原始彈簧
長度L1
增加10 g 砝碼
並記錄長度L1，
重複增加5 次
活動5-1.1
力的測量
待測物品（重量應
小於砝碼總重量）
計算砝碼重量
F 與彈簧伸長
量X 的比值，
並繪製關係圖
觀察彈簧伸
長量，配合
關係圖預測
小物品重量
活動5-1.1
力的測量
問題與討論：
1. 為什麼每次增加砝碼時，要將掛在彈簧
上的砝碼全部取下，並觀察彈簧是否恢
復到原先的長度？
2. 試解釋砝碼重量與彈簧伸長量的關係圖
意義。
1.
力與平衡
• 力的效應與測量
2.測量力的大小
1)當物體受力時，力的效應越明顯，代
表作用的力越大。
2)可根據物體形狀或大小改變的程度，
測量力的大小。
3)彈簧彈性佳、受力後長度的改變明顯
而規則，是測量力的理想工具。
4)生活中常用公克重（gw）與公斤重
（kgw）作為力的單位，公斤重又稱為
千克重。
力與平衡
知識快遞
物體受力產生形狀變化後，易恢復原狀的
性質稱為彈性，不易恢復原狀的性質稱為
塑性。例如彈簧的彈性好，黏土則是塑性
佳。
力與平衡
• 力的效應與測量
3.描述力的大小
1)力效應三要素力的大小、方向和作用
點。
2)圖示方法表達這三個要素時，通常可
用一帶有箭頭的線段來表示。
A.箭頭代表力的方向。
B.線段的長度代表力的大小。
C.線段的起點代表力的作用點。
D.線段的兩端無限延長後所得的直線，
稱為力的作用線。
力與平衡
• 力的效應與測量
例如：以大小為30公克重的力，向右作用
在甲物體上，如果1公分代表10公克
重，則可用長度3公分、箭頭向右的
線段來表示作用在甲物體上的力。
甲
F ＝ 30 gw
活動5-1.2
力的平衡與合力
目的：
藉由觀察多個力之間達成平衡的情形，了解
力的合成。
器材：（以組為單位）
彈簧秤4 個、金屬環1 個、木塊（含掛鉤）1
個、白紙1 張、直尺1 支、細線1 條
活動5-1.2
力的平衡與合力
步驟：
1. 在金屬環兩邊分別掛上甲、乙兩個彈簧秤，
使兩彈簧秤成水平一直線，並同時用不超
過彈簧秤最大限度的力拉彈簧秤，當金屬
環靜止不動時，觀察甲、乙兩個彈簧秤指
示的拉力是否相同，並記錄於活動紀錄本
中。
2. 畫出步驟1 中，金屬環受甲、乙兩彈簧秤
作用的力圖。
活動5-1.2
力的平衡與合力
3. 在乙彈簧秤的同側，加掛丙彈簧秤，使3
個彈簧秤成一直線。以隨意的力同時拉3
個彈簧秤，調整力的大小使金屬環靜止不
動，記下3 個彈簧秤的讀數大小，並找出
三力之間的關係。
為了使乙、丙彈簧秤的拉力能作用在同一直線上，
所以先用細線綁在金屬環上，將細線拉超過乙彈
簧秤後，再把丙彈簧秤掛在細線上。
活動5-1.2
力的平衡與合力
4. 畫出步驟3 中，甲、乙、丙3 個彈簧秤作
用的力圖。
5. 利用丁彈簧秤鉛直吊起一個附有掛勾的木
塊，記下丁彈簧秤的讀數。
6. 畫出步驟5 中，木塊受丁彈簧秤和重力作
用的力圖。
活動5-1.2
力的平衡與合力
活動流程圖：
甲
乙
金屬環
在彈性限度內拉彈簧秤
記錄靜止時兩
彈簧秤讀數，
並畫出力圖
活動5-1.2
力的平衡與合力
甲
乙
甲
乙
在金屬環上
綁上細線，
拉向乙彈簧
秤後方
丙
細線
記錄圓環靜止不動時的彈簧秤讀數，找出三力關
係，並畫出力圖
活動5-1.2
力的平衡與合力
丁
附
掛
勾
的
木
塊
待靜止時，觀察、
記錄彈簧秤讀數，
並畫出力圖
活動5-1.2
力的平衡與合力
問題與討論：
1. 由步驟1 ，你可說出兩力平衡的條件嗎？
2. 在步驟3 中，乙、丙兩個彈簧秤讀數的
總和，和甲彈簧秤的讀數有什麼關係？
3. 在步驟5 中，丁彈簧秤的施力是否和木
塊所受的重力達成平衡？丁彈簧秤的讀
數代表什麼意義。
力與平衡
• 力的合成
1.當多個力同時作用在一個物體上，而物體
的運動狀態沒有任何改變時，則這些力達
成平衡，稱此物體處於平衡狀態。
2.兩力達成平衡時，此兩力必大小相等、方
向相反，而且沿著同一直線作用。
力與平衡
• 力的合成
3.兩個以上施力的總和，和單一所施的力，
對該受力物產生相同的效果；此時稱此單
一的力等於諸力的合力。
4.當兩力方向相同時，其合力大小必等於此
兩力的和，且方向 和此兩力方向相同。
丙為甲、乙兩力同向時的合力
力與平衡
• 力的合成
5.當兩力方向相反時，其合力的大小必等於
此兩力的差，而方向必和較大的力方向相
同。
丙為甲、乙兩力反向時的合力
6.當兩力反向，且力的大小相同，對物體的
運動不會有影響，我們稱此兩力達成力的
平衡，此時合力等於零。
力與平衡
• 支撐力
1.一物體靜置於水平桌面上時，由於該物體
處於靜止狀態，該物體所受的合力為零。
2.如果該物體只受重力及桌面的支撐力時，
支撐力的大小必等於物體的重量，方向為
鉛直向上。
支撐力F
F＝W
重力W
萬有引力
• 超距力
1.自然界中有一些作用力，作用時彼此之間
是不需要互相接觸的，這類的力稱為超距
力。例如：
1)物體和物體之間的萬有引力。
2)電荷和電荷之間的靜電力。
3)磁鐵和磁鐵之間的磁力。
萬有引力
磁力
萬有引力
• 超距力
2.所有物體彼此之間都會互相吸引，這種吸
引力稱為萬有引力（gravitation），又稱
為重力。
1)十七世紀時，英國科學家牛頓發現：
萬有引力的大小
和兩物體的質量
及距離有關，稱
為萬有引力定律。
萬有引力
• 超距力
1)通常兩物體間
的萬有引力作
用因為太微弱，
所以不易察覺。
2)但是地球的質
量非常大，對
物體的萬有引
力作用就很明
顯。
萬有引力
• 超距力
3.物體所受的重力，稱為物體的重量。
1)在同一個地點，質量越大的物體，所
受地球引力越大，重量也越重。
2)一個物體的質量不會隨地點而改變，
但是重量卻可能會隨著所在的地點不
同而改變。
3)如果將物體改置於其他星球上，所受
的重力就會因星球的質量及半徑不同
而改變，
例：一物體在月球上所受的重力就比
在地球上所受的重力小得多。
萬有引力
知識快遞
物體在月球上所受的月球引力，大約只有
在地球上所受地球引力的六分之一。因此
地球上60 kgw的物體，到了月球上只有10
kgw。
靜電現象
生活中的靜電現象
• 常見的靜電現象
1.撕開包裝免洗筷的塑膠套時，塑膠套往
往會吸附在手上。
2.將衣服從烘乾機取出，有時會產生劈劈
啪啪的聲音。
3.以塑膠尺在頭髮上摩擦
後，靠近從水龍頭流出
的細小水流，水流會被
塑膠尺吸引。
靜電現象
• 常見的靜電現象
4.衛生紙摩擦後的塑膠尺，可吸引不帶電
的頭髮和碎紙片。
5.彼此摩擦後的吸管和衛生紙，會互相吸
引。
6.以衛生紙摩擦後的兩支吸管，會互相排
斥。
靜電現象
• 摩擦起電
1.西元前600 年，希臘人：
知道摩擦後的琥珀會吸引稻草屑。
• 十七世紀，科學家推測：
兩個不同的物體經摩擦後會帶有電荷。
• 物體經摩擦而帶電的方式，稱為摩擦起電。
靜電現象
知識快遞
琥珀（amber）是針葉樹的樹脂埋在地底
下所形成的化石，通常呈黃色半透明狀，
琥珀中有時會有小昆蟲的遺骸。而「電」
的英文electricity 就是由琥珀的希臘文
elektron演變而來的。
靜電現象
• 摩擦起電
4.十八世紀，美國科學家富蘭克林將：
1)與絲絹摩擦後的玻璃棒所帶的電荷，稱
為正電荷（正電）；與毛皮摩擦後的塑
膠棒所帶的電荷稱為負電荷（負電）。
2)異性電荷之間能互相吸引；而同性電荷
之間則互相排斥。
塑膠棒
排斥
吸引
玻璃棒
塑膠棒
塑膠棒
靜電現象
• 導體與絕緣體
1.物質中含有能自由移動的電荷，可以導電，
稱為導體。
例如：電解質的水溶液通電時，正離子
往負極移動，負離子往正極移動，
使得能夠導電。
電解質水溶液
負極
正極
H + Cl -
電解質水溶液的導電情形
－
離子的移動
+
電池
靜電現象
• 導體與絕緣體
例如：金屬物質中含有能自由移動的電子，
所以金屬大多為導體。
例如：常作為導線材料的金、銀、銅等，
是電的良導體。
例如：人體和石墨也能導電。
2.物質中，電子不能自由移動，或是能夠自
由移動的數量極少，幾乎不能導電，稱為
絕緣體。
例如：玻璃、塑膠、陶瓷、乾的木材等。
靜電現象
知識快遞
有一些元素如矽、鍺，在純質時導電性不
佳，但在摻雜少量Ⅲ A 族（硼、鎵）或Ⅴ
A 族（砷、磷）元素後，其導電能力大幅
增加， 稱為半導體。
靜電現象
• 靜電感應
因帶電體靠近導體，而使其正、負電荷分
離的現象稱為靜電感應。
例如：將帶負電的塑膠棒靠近（不接觸）
電中性金屬棒的左端，金屬棒的
電子被排斥移向右端，帶負電；
金屬棒左端因電子數的減少而帶
正電，此時金屬棒的兩端帶等量
的正、負電。
靜電現象
• 靜電感應
如果將帶負電的塑膠棒移走，則金屬棒恢
復原電中性的狀態。
原子核
電子
金屬棒呈電中性
由於靜電感應，使金屬棒
左端帶正電，右端帶負電。
靜電現象
• 摩擦起電的原理
1.由於原子核內帶正電的質子數等於核
外帶負電的電子數，所以原子是電中
性的。
2.當兩個不同的物體互相摩擦，有一些
電子會從一個物體轉移到另一個物體。
3.前者失去電子，因而帶正電；後者得
到額外的電子，因而帶負電。
靜電現象
動腦時間
1.將絲絹與玻璃棒互相摩擦，則電子的轉
移情形為何？
2.有A 、B 、C 、D 4 個小導體球，若將
它們分別以絕緣線懸掛，則A 、B 互相
吸引，B 、C 互相排斥， C 、D 互相吸
引如圖。如果被
毛皮摩擦後的塑
膠棒排斥A ，則
A B
C D
A 、B 、C 、D
導體球相吸、相斥的現象
帶電情形為何？
靜電現象
• 感應起電使金屬球帶負電
1.利用靜電感應的原理使導體帶電的方法稱
為感應起電。
2.欲使懸吊的金屬球帶正電，可經下列四個
步驟達成。
步驟A：將帶正電的玻璃棒靠近金屬球
的左端，金屬球
因靜電感應而造
成正、負電荷分
離，使左端帶負
電，右端帶正電。
靜電現象
• 感應起電使金屬球帶負電
步驟B：用手輕觸金屬球的右端，此時
電子由地球經手指進入金屬球，
與金屬球右端的正電荷中和。
凡透過導體與地球連接，均稱
為接地，符號為「
」。
靜電現象
• 感應起電使金屬球帶負電
步驟C：手指移走（移走
接地）後，此時
金屬球之淨電荷
為正。
步驟D：移走玻璃棒，金
屬球上的負電荷
因同性電彼此排
斥，最後均勻分
布在金屬球的表
面。
靜電現象
• 感應起電使金屬球帶正電
靜電感應：
使電荷分離。
接地：
中和遠端的電荷。
靜電現象
• 感應起電使金屬球帶正電
移去接地：
金屬球帶正電。
移去帶電體：
正電荷均勻分布。
靜電現象
• 接觸起電
將一帶負電金屬棒靠近一不帶電的金屬球，
因金屬是導體，一部分負電將由帶電金屬棒
傳給另一金屬球，使其帶負電，這種使物體
帶電的方法，稱為接觸起電。
靜電現象
• 接觸起電使金屬球帶負電
不帶電金屬球
金屬球上負電與金屬
棒上負電互相排斥。
金屬棒與金屬球接觸，
部分負電傳至金屬球。
移走帶電金屬棒，
金屬球帶負電。
靜電現象
• 接觸起電使金屬球帶正電
不帶電金屬球
金屬球上正電與金屬
棒上正電互相排斥。
金屬棒與金屬球接觸，
部分負電傳至金屬棒。
移走帶電金屬棒，
金屬球帶正電。
靜電現象
• 雷電與避雷針
1.雷電的形成
1)烏雲的空氣對流作用，使空氣分子互
相摩擦而帶電。
2)帶電的雲層接近地面時，地表因感應
而帶異性電荷。
3)如果靜電力夠大， 帶電雲層
正、負電荷中和，
產生放電現象，形
閃電
成閃電；並發出雷聲。
靜電現象
知識快遞
閃電和雷聲幾乎是同時產生的，但是因為
光速（3 × 108 m/s）遠比聲速（約340
m/s）快，所以通常會先看到閃電的強光，
之後才聽到雷聲。
靜電現象
• 雷電與避雷針
2.避免雷擊
1)閃電時，盡快離開空曠地、避免撐傘，
或在高聳突出物附近逗留。
2)如正在游泳，立即離開游泳池，因潮
溼的身體導電性較好，易遭雷擊。
3)在室內者勿靠近
窗戶，遠離電話、
室外天線的引線等。
4)避免使用行動電話。
靜電現象
• 雷電與避雷針
3.避雷針
1)可使高大突出的建築物避免雷擊的危險。
2)上端是尖銳的銅棒建築物
的感應電荷可經由避雷針
帶電雲層
的尖端釋放，減少閃電的
電荷釋出
發生。
感應電荷
避雷針
3)另一端以粗的銅線（導
線）連接到地底發生雷
擊，強大的電流可順著
導線導入地底，不會對 接地
建築物產生損害。
靜電現象
• 電量
1.電荷的多寡稱為電量。
2.電量的公制單位為庫侖。（coulomb ，通
常以C 表示）
3.由實驗得知，質子帶正電；（一個質子的
電量為+1.6 ×10-19庫侖）而電子帶負電。
（一個電子電量為-1.6 ×10-19庫侖）
靜電現象
• 電量
4.每一個帶電體所帶有的電量均為一個電子
電量（1.6 ×10-19庫侖）的整數倍。
5.電量的最小單位，稱為基本電荷（e），
即1 基本電荷等於1.6 ×10-19 庫侖。
6.1 庫侖約等於6.25 ×1018 個電子所帶電量。
7.1 莫耳電子（6 ×1023 個電子）的電量約
等於96500 庫侖。
靜電現象
• 靜電力
西元1785 年，法國人庫侖曾仔細測量兩個
帶電小球相互作用的情形：
1.兩帶電小球，彼此間沿著兩者連線的方
向互相作用。
2.作用力的大小與各自所攜帶的電量乘積
成正比，和彼此間距離的平方成反比。
3.此關係稱為庫侖定律。電量的實用單位
定義為庫侖。
靜電現象
動腦時間
1.氯原子（Cl）中的電荷進行何種轉移之
後，會產生氯離子（Cl－）？
2.鈉（Na）的原子序為11 ，請問一個鈉
離子（Na＋）中有幾個質子？幾個電子？
3.一個鈣離子（Ca2＋ ）的電量是多少基
本電荷？相當於多少庫侖？
摩擦力
• 接觸力
力在作用時必須和受力物體接觸，稱為接觸
力。例：
1)物體置於桌面，桌面提供物體的支撐
力。
2)拉或推動在物體的拉力或推力。
3)物體移動時，和接觸面之間產生的摩
擦力等，都屬於接觸力。
活動5-4
摩擦力
目的：
探討影響摩擦力的各種因素。
器材：（以組為單位）
木塊（含掛鉤）1 個、1000 g砝碼1 個、彈簧
秤1 個、砂紙(面積大於木塊) 1 張
活動5-4
摩擦力
步驟：
1. 將木塊面積最大的一面置於桌面上，再將
彈簧秤掛在木塊的掛鉤上。
2. 手持彈簧秤，保持水平，緩慢拉動，同時
注意彈簧秤的刻度，記錄木塊開始移動瞬
間彈簧秤的讀數。
3. 分別將木塊面積第二大的面及最小的面置
於桌面上，再將彈簧秤掛在木塊的掛鉤上，
重複步驟2。
活動5-4
摩擦力
4. 將木塊面積最大的一面置於砂紙（砂紙用
手固定於桌面），再將彈簧秤掛在木塊的
掛鉤上，重複步驟2 。
砂紙可視教學現場的條件與限制，改用其他
材質的表面代替。
5. 將木塊面積最大的面置於桌面上，在木塊
上放置一個1000 g 的砝碼，再將彈簧秤
掛在木塊的掛鉤上，重複步驟2（圖3）。
活動5-4
摩擦力
4. 畫出步驟3 中，甲、乙、丙3 個彈簧秤作
用的力圖。
5. 利用丁彈簧秤鉛直吊起一個附有掛勾的木
塊，記下丁彈簧秤的讀數。
6. 畫出步驟5 中，木塊受丁彈簧秤和重力作
用的力圖。
活動5-4
摩擦力
活動流程圖：
最大接觸面
觀察並記錄木塊移動瞬間彈簧秤讀數
活動摩擦力
5-4
活動流程圖：
第二大接觸面
觀察並記錄木塊移動瞬間彈簧秤讀數
活動摩擦力
5-4
活動流程圖：
最小接觸面
觀察並記錄木塊移動瞬間彈簧秤讀數
活動摩擦力
5-4
活動流程圖：
砂紙
觀察並記錄木塊移動瞬間彈簧秤讀數
活動摩擦力
5-4
活動流程圖：
觀察並記錄木塊移動瞬間彈簧秤讀數
活動5-4
摩擦力
問題與討論：
1. 步驟2 ∼ 5 中，彈簧秤的讀數代表什麼
意義？
2. 由步驟2 與步驟3 的結果，推測彈簧秤
的讀數和接觸面的面積有什麼關係？
3. 由步驟4 的結果，可知彈簧秤的讀數和
接觸面的性質有什麼關係？
4. 由步驟5 的結果，可知彈簧秤的讀數和
垂直作用在接觸面的力有什麼關係？
摩擦力
• 摩擦力
1.靜摩擦力
有時用力推靜止的物體，物體卻仍然不動，
根據兩力平衡條件，必存在另一力抵消推
力。此力稱為靜摩擦力。
1)和推力大小相等、
方向相反，且和
推力
接觸面平行。
2)推力方向改變，
摩擦力方向也跟
著改變。
靜摩擦力
摩擦力
• 摩擦力
2.最大靜摩擦力
1)如果持續加大推力，靜摩擦力也會隨
著增大。直到當推力大小超過一個定
值時，物體才會移動。
2)物體將移動瞬間的靜摩擦力為最大值，
稱為最大靜摩擦力。
3)最大靜摩擦力和接觸面的性質及狀況
（包括物體的材質、
粗糙及乾燥的程度等）
有關，也與垂直作用
接觸面的力大小有關。
摩擦力
動腦時間
1. 為什麼緊握在手裡的東西不易掉下來，
而拿冰塊或抓魚時，冰塊或魚很容易從
手中溜掉？
2. 一個裝滿物品的櫃子不易被推動，如果
將櫃子內的物品移走，推起來就容易多
了，這是為什麼呢？
摩擦力
• 摩擦力
3.動摩擦力
1)物體在水平面移動時，受到阻止其運
動的摩擦力作用減速，最後停止，這
種力稱為動摩擦力。
2)動摩擦力也與接觸面的性質、狀況及
垂直作用在接觸面的力的大小有關。
3)通常會比最大靜摩擦力小
4)大約會維持一個固定值，
不會受到速度快慢的影響。
摩擦力
• 摩擦力
4.外力與摩擦力關係圖
摩擦力
• 摩擦力
5.摩擦力在生活中的應用有利有弊
利：人行走須藉助摩擦力才能前進或後退。
車子藉助於摩擦力才能起動和煞車。
鞋底或輪胎的紋路，都可增加摩擦力。
弊：造成能量損耗或降低
機械的工作效率。利
用滾珠、滾輪或加上
潤滑劑，可以有效減
少摩擦力。
重點整理
1.力可以改變物體的大小、形狀或運動狀
態。
2.彈簧的伸長量和所受的外力成正比，稱
為虎克定律。
3.描述力時，必須包含力的大小、方向和
作用點。
4.兩力平衡的條件為大小相等、方向相反、
作用在同一直線上。
重點整理
5.力根據作用時是否和物體接觸，可以分
為非接觸力和接觸力。萬有引力、靜電
力、磁力為非接觸力；推力、拉力、摩
擦力、支撐力為接觸力。
6.如果物體靜置於一個
支撐力
水平面上，該水平面
的支撐力必等於物體
的重量。
物體重量
重點整理
7.所有的物體彼此間都會相互吸引，這種
吸引力稱為萬有引力，又稱為重力。
8.萬有引力的大小和兩物體的質量乘積成
正比；與距離平方成反比，稱為萬有引
力定律。
9.兩個不同的物體經摩擦之後，會帶有電
荷，物體經由摩擦而帶電的方式，稱為
摩擦起電。
重點整理
10.與絲絹摩擦後的玻璃棒所帶的電荷，稱
為正電荷（正電），而將與毛皮摩擦
後的塑膠棒所帶的電荷，稱為負電荷
（負電）。異性電荷之間能互相吸引，
而同性電荷之間則互相排斥。
11.帶電體靠近一個導體，而使其正、負電
荷分離的現象稱為靜電感應。
原子核
電子
金屬棒呈電中性
塑膠棒
金屬棒
靜電感應使金屬棒左端
帶正電，右端帶負電。
重點整理
12.利用靜電感應的原理使導體帶電的方法
稱為感應起電。
A 靜電感應
B 接地
C 移去接地
D 移去帶電體
重點整理
13.電子所帶有的電量大小稱為基本電荷
（e）， 1 基本電荷等於1.6 × 10-19庫
侖。
14.兩個帶電體之間的作用力稱為靜電力，
其大小與兩帶電體的電量及距離有關。
重點整理
15.物體受外力作用卻不動時，物體和接觸
面間必存在靜摩擦力，將此外力抵消。
靜摩擦力
拉動的力量
16.最大靜摩擦力及動摩擦力和接觸面的性
質與條件有關，也與物體垂直作用在接
觸面的力有關。
力的測量
活動目的
利用彈簧長度的變化來測量力的大小。
力的測量
活動紀錄
1. 依步驟2 ∼ 4實際數據作答於下表。
表1 L0＝
公分
實驗 砝碼重量F 彈簧長度L1 伸長量X F與X的比值
次數
（gw）
（公分）
(公分)
F／X
1
2
3
4
5
6
力的測量
2. 依據表1 的數據，在下方繪製砝碼重
量與彈簧伸長量關係圖，並將步驟7
小物品的彈簧伸長量填入關係圖，預
測物品重量。
力的測量
問題與討論
1. 為什麼每次增加砝碼時，要將掛在彈
簧上的砝碼全部取下，並觀察彈簧是
否恢復到原先的長度。
要確定彈簧是否超過彈性限度。
2. 試解釋砝碼重量與彈簧長度的關係圖
意義。
砝碼重量越重，彈簧長度越長。而且在某
些範圍，彈簧的伸長量和砝碼重量成正比。
力的測量
3. 步驟4 中，當塑膠板脫離管口時，管內、
外的水面高度是否相同？為什麼？
當塑膠管內、外水面高度相同時，塑膠板
會因本身的重力而掉落。但塑膠板的重量
不能忽略，所以在塑膠板靜止平衡時，液
體下壓力所產生的向下力量＋塑膠板重量
＝液體上壓力所產生的向上力量。此時管
內的液壓會比管外小，也就是管內的水面
高度會比管外低。
力的平衡與合力
活動目的
藉由觀察多個力之間達成平衡的情形，
了解力的合成。
活動紀錄
1. 將步驟1 中，觀察到甲、乙兩個彈簧
秤讀數填寫於下表。
甲彈簧秤讀數 乙彈簧秤讀數 甲、乙兩彈簧秤
（公克重）
（公克重）
讀數是否相同
相同
力的平衡與合力
2.依據上表的數據，畫出甲、乙兩彈簧
秤作用的力圖。
力的平衡與合力
3. 依步驟3 ，記錄甲、乙、丙彈簧秤讀
數，及甲、乙、丙之間的關係：
甲彈簧秤 乙彈簧秤 丙彈簧秤
讀數
讀數
讀數
(公克重) (公克重) (公克重)
乙丙兩力合
力的大小
(公克重)
乙丙兩力的
合力和甲力
關係
乙丙兩力的
合力和甲力
大小相等方
向相反
力的平衡與合力
4.在下方畫出步驟3 的力圖。
5.依步驟5 ，記下丁彈簧秤的讀數為。
公克重。
力的平衡與合力
6.在下方畫出步驟5 的力圖。
力的平衡與合力
問題與討論
1. 由步驟1 ，你可以說出兩力平衡的條
件嗎？
大小相等、方向相反、沿著同一直線作
用。
2. 在步驟3 中，乙、丙兩個彈簧秤讀數
的總和，和甲彈簧秤的讀數有什麼關
係？
乙彈簧秤和丙彈簧秤讀數的和，等於甲
彈簧秤讀數。
力的平衡與合力
3. 在步驟5 中，丁彈簧秤的施力是否和
木塊所受的重力達成力的平衡？丁彈
簧秤的讀數代表什麼意義？
是，丁彈簧秤讀數等於木塊重。
摩擦力
活動目的
探討影響摩擦力的各種因素。
活動紀錄
垂直作用在
步驟 接觸面 接觸面大小
接觸面的力
2
3
桌面
木塊面積
最大的一面
木塊重
桌面
木塊面積第
二大的一面
木塊重
木塊開始運動的瞬
間彈簧秤的讀數
(公克重)
摩擦力
垂直作用在
步驟 接觸面 接觸面大小
接觸面的力
3
桌面
木塊面積
最小的一面
木塊重
4
砂紙
木塊面積
最大的一面
木塊重
桌面
木塊重加
木塊面積
1000公克重
最大的一面
砝碼
5
木塊開始運動的瞬
間彈簧秤的讀數
(公克重)
摩擦力
問題與討論
1. 在步驟2 ∼ 5 中，彈簧秤的讀數代表什
麼意義？
代表物體與接觸面的最大靜摩擦力。
2. 由步驟2 與步驟3 的結果，推測彈簧秤
的讀數和接觸面的面積有什麼關係？
彈簧秤的讀數不受接觸面的面積影響。
摩擦力
3. 由步驟4 的結果，可知彈簧秤的讀數
和接觸面的性質有什麼關係？
接觸面為砂紙時，彈簧秤的讀數較接觸面
為桌面時大；接觸面為玻璃板（或壓克力
板）時，彈簧秤的讀數較接觸面為桌面時
小。
4. 由步驟5 的結果，可知彈簧秤的讀數
和垂直作用在接觸面的力有什麼關係？
垂直作用在接觸面的力越大，彈簧秤的讀
數越大。
選擇題
1.下列哪些現象可以說明有力作用於物體上？
甲.旗幟隨風飄揚；乙.地震造成地表裂開；
丙.行駛中的汽車突然煞車減速；丁.人造衛
星繞著地球運轉；戊.發光的燈泡突然熄滅。
(A)甲、戊
(B)乙、丙
(C)乙、丙、丁
(D)甲、乙、丙、丁
選擇題
1.下列哪些現象可以說明有力作用於物體上？
甲.旗幟隨風飄揚；乙.地震造成地表裂開；
丙.行駛中的汽車突然煞車減速；丁.人造衛
星繞著地球運轉；戊.發光的燈泡突然熄滅。
(A)甲、戊
(B)乙、丙
(C)乙、丙、丁
(D)甲、乙、丙、丁
解：甲、乙現象中的物體形狀有變化，丙、丁現
象中的物體運動狀態改變。
選擇題
2.如圖（一），將重量不同的四個物體，分
別掛在性質完全相同的甲、乙、丙、丁四
根彈簧的下端，其伸長的程度不同，則哪
一個物體所受的彈簧拉力最大？
(A)甲
(B)乙
(C)丙
圖（一）
(D)丁
選擇題
2.如圖（一），將重量不同的四個物體，分
別掛在性質完全相同的甲、乙、丙、丁四
根彈簧的下端，其伸長的程度不同，則哪
一個物體所受的彈簧拉力最大？
(A)甲
(B)乙
(C)丙
圖（一）
(D)丁
解：由於四個彈簧是相同的，所以伸得最長的彈簧，
所受的拉力最大。
選擇題
3.下列為一小鋼圈受力的圖示，哪兩個會產
生相同的移動效果？
(A)甲、乙
(B)甲、丙
(C)乙、丙
(D)丙、丁
選擇題
3.下列為一小鋼圈受力的圖示，哪兩個會產
生相同的移動效果？
(A)甲、乙
(B)甲、丙
(C)乙、丙
(D)丙、丁
解：甲合力為10公克重向左，與丙相同。
選擇題
4.子平在鋪瓷磚的地板上推動一張書桌，到了鋪
地毯的地板上時，就推不動了。後來他把桌上
的書全部拿走後，又可以順利推動書桌。在這
個過程中，有關於摩擦力的敘述，哪一項錯誤？
(A)在鋪瓷磚的地板上推動書桌時，水平推力大
於或等於動摩擦力
(B)在鋪地毯的地板上推不動書桌時，水平推力
小於靜摩擦力
(C)物體所受的摩擦力與接觸面的性質有關
(D)推動書桌時，書桌上的總重量越重，所受的
摩擦力也越大
選擇題
4.子平在鋪瓷磚的地板上推動一張書桌，到了鋪
地毯的地板上時，就推不動了。後來他把桌上
的書全部拿走後，又可以順利推動書桌。在這
個過程中，有關於摩擦力的敘述，哪一項錯誤？
(A)在鋪瓷磚的地板上推動書桌時，水平推力大
於或等於動摩擦力
(B)在鋪地毯的地板上推不動書桌時，水平推力
小於靜摩擦力
(C)物體所受的摩擦力與接觸面的性質有關
(D)推動書桌時，書桌上的總重量越重，所受的
摩擦力也越大
解：推不動書桌時，水平推力等於靜摩擦力。
選擇題
5.下列有關物體質量與重量的敘述，哪一項
正確？
(A)兩者皆會隨地點而變
(B)兩者皆不隨地點而變
(C)質量會隨地點而變，重量不會隨地點
而變
(D)重量會隨地點而變，質量不會隨地點
而變
選擇題
5.下列有關物體質量與重量的敘述，哪一項
正確？
(A)兩者皆會隨地點而變
(B)兩者皆不隨地點而變
(C)質量會隨地點而變，重量不會隨地點
而變
(D)重量會隨地點而變，質量不會隨地點
而變
選擇題
6.古希臘人知道摩擦後的琥珀能吸引稻草屑，
是何種原理？
(A)靜電感應
(B)摩擦起電
(C)感應起電
(D)屏蔽效應
選擇題
6.古希臘人知道摩擦後的琥珀能吸引稻草屑，
是何種原理？
(A)靜電感應
(B)摩擦起電
(C)感應起電
(D)屏蔽效應
選擇題
7.電荷依電性分為正、負電荷，這兩種電荷
的互動關係為何？
(A)正、負電荷相斥
(B)負、負電荷相吸
(C)正、正電荷相吸
(D)正、負電荷相吸
選擇題
7.電荷依電性分為正、負電荷，這兩種電荷
的互動關係為何？
(A)正、負電荷相斥
(B)負、負電荷相吸
(C)正、正電荷相吸
(D)正、負電荷相吸
選擇題
8.一帶正電的玻璃棒，可吸引一極輕的金屬
小球，則下列敘述何者正確？
(A)小球帶負電
(B)小球帶正電
(C)小球不帶電
(D)小球帶負電或不帶電
選擇題
8.一帶正電的玻璃棒，可吸引一極輕的金屬
小球，則下列敘述何者正確？
(A)小球帶負電
(B)小球帶正電
(C)小球不帶電
(D)小球帶負電或不帶電
摩擦起電失去電子者，帶正電；得到電子著，
帶負電。
選擇題
9.將一個帶電的塑膠尺靠近一個不帶電的金
屬時，會使得金屬內的正、負電荷分離。
試問其主要原因為何？
(A)電子將從金屬移轉到塑膠尺上
(B)帶正電的質子會移動
(C)塑膠尺內的電子移轉到金屬上
(D)帶負電的電子可自由移動
選擇題
9.將一個帶電的塑膠尺靠近一個不帶電的金
屬時，會使得金屬內的正、負電荷分離。
試問其主要原因為何？
(A)電子將從金屬移轉到塑膠尺上
(B)帶正電的質子會移動
(C)塑膠尺內的電子移轉到金屬上
(D)帶負電的電子可自由移動
金屬內的電子（負電荷）可以自由移動，但質
子是不能移動的；而因為金屬與塑膠尺並沒有
接觸，所以並沒有電子的移轉現象。
選擇題
10.宇倫將毛皮和塑膠尺相摩擦後，他發現毛
皮帶正電，塑膠尺帶負電。試問其主要原
因為何？
(A)毛皮上的一部分電子移轉到塑膠尺上
(B)毛皮上的一部分質子移轉到塑膠尺上
(C)塑膠尺上的一部分電子移轉到毛皮上
(D)塑膠尺上的一部分質子移轉到毛皮上
選擇題
10.宇倫將毛皮和塑膠尺相摩擦後，他發現毛
皮帶正電，塑膠尺帶負電。試問其主要原
因為何？
(A)毛皮上的一部分電子移轉到塑膠尺上
(B)毛皮上的一部分質子移轉到塑膠尺上
(C)塑膠尺上的一部分電子移轉到毛皮上
(D)塑膠尺上的一部分質子移轉到毛皮上
摩擦起電的過程中，只有電子（負電荷）會移
動，而質子（正電荷）並不會移動。
選擇題
11.鎂的原子序為12 ，試問Mg 離子帶多少電
量？
(A)1.6 × 10–19
(B)－1.6× 10–19
(C)3.2 × 10–19
(D)－3.2 × 10–19
選擇題
11.鎂的原子序為12 ，試問Mg 離子帶多少電
量？
(A)1.6 × 10–19
(B)－1.6× 10–19
(C)3.2 × 10–19
(D)－3.2 × 10–19
Mg 離子擁有的2 基本電荷，所以帶3.2 × 10–19
庫侖。
選擇題
12.當一帶負電物體靠近一個金屬板時，則金
屬板將會變成下列哪一圖形？
(A)
(B)
(C)
(D)
選擇題
12.當一帶負電物體靠近一個金屬板時，則金
屬板將會變成下列哪一圖形？
(A)
(B)
(C)
(D)
金屬板內的正電荷並不會移動，而負電荷會因
為帶負電物體接近的關係而遠離。
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
12.如果要推動這本書，至少須施力多少公克重？
(A)30
(B)45
(C)100
(D)300
圖（二）
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
12.如果要推動這本書，至少須施力多少公克重？
(A)30
(B)45
(C)100
(D)300
圖（二）
由圖（二）可知，最大靜摩擦力為45 公克重，要
推動這本書須克服最大靜摩擦力。
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
13.如果以20 公克重的力推書本，此時書本所
受的摩擦力為多少公克重？
(A)0
(B)20
(C)30
(D)300
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
13.如果以20 公克重的力推書本，此時書本所
受的摩擦力為多少公克重？
(A)0
(B)20
(C)30
(D)300
以20 公克重的力推書本，書本未動，所以靜摩
擦力等於外力，為20 公克重。
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
14.如果以70 公克重的力推書本，此時書本所
受的摩擦力為多少公克重？
(A)0
(B)30
(C)45
(D)70
題
組
300 公克重的書靜置於水平桌面上，其摩擦力
與水平作用力的關係如圖（二），試回答第13
∼ 15 題：
14.如果以70 公克重的力推書本，此時書本所
受的摩擦力為多少公克重？
(A)0
(B)30
(C)45
(D)70
70 公克重大於最大靜摩擦力45 公克重，物體正
在運動，由圖(二)可知，動摩擦力為30 公克重。
題
組
關於感應起電實驗，甲、乙、丙、丁四位學
生依序描述此實驗所發生的過程甲.將帶負電
的塑膠棒靠近金屬球時，金屬球正、負電荷
會分離；乙.若用手輕觸此金屬球，此時質子
會經由手指進入金屬球；丙.再將手指移開，
則金屬球上只剩下正電荷；丁.最後，移走塑
膠棒，金屬球將會帶正電。請依據敘述回答
16∼ 17題：
題
組
16.甲、乙、丙、丁四位學生中，何者敘述
錯誤？
(A)甲
(B)乙
(C)丙
(D)丁
題
組
16.甲、乙、丙、丁四位學生中，何者敘述
錯誤？
(A)甲
(B)乙
(C)丙
(D)丁
正確應為：若用手輕觸此金屬球，此時電子會經
由金屬球進入手指
題
組
17.有關丁學生的敘述內容，最後正電荷是如
何分布於球體的？
(A)均勻分布整個球體
(B)分布球體中心
(C)均勻分布球體的表面
(D)靠近塑膠棒的一端
題
組
17.有關丁學生的敘述內容，最後正電荷是如
何分布於球體的？
(A)均勻分布整個球體
(B)分布球體中心
(C)均勻分布球體的表面
(D)靠近塑膠棒的一端
填充題
1.摩擦後的物體若有電子的轉移時，兩物體
必帶 異 （填同或異）性電。
2.甲.金；乙.銅；丙.鑽石；丁.石墨；戊.人體；
甲、乙、丁、戊
己.塑膠。以上 甲、乙、丁、戊
屬於導
體； 丙、己
屬於絕緣體。
丙、己
3.經摩擦起電的過程，塑膠棒獲得2 × 1010個
電子而帶電，則此塑膠棒所帶的電量為
-9
－3.2 xx 10
10-19
－3.2
庫侖。
簡答題
1.在水平桌面上放置一個鐵塊，沿水平方向對
鐵塊施以400 公克重的力時，鐵塊開始運動。
如果在鐵塊上再加上500 公克重的鉛塊，則
須施以600 公克重的力，鐵塊才可開始運動，
請問鐵塊重量為多少公克重？
1000公克重
最大靜摩擦力與垂直作用力成正比。
假設鐵塊重量為Ｗ，則W/(W+500)＝
400/600→鐵塊重量W＝1000公克重。
簡答題
2.小如在木塊上放置砝碼來測量摩擦力的大
小，已知木塊的重量為200公克重，根據右
表試求出每個砝碼為多少公克重？
50公克重
重量
最大靜摩擦力
木塊
40公克重
木塊＋1個砝碼
50公克重
木塊＋3個砝碼
70公克重
最大靜摩擦力與垂直作用力成正比。
假設每個砝碼的重量為W，則200/(W+200)＝
40/50 →每個砝碼W＝50公克重。
簡答題
3.右圖是小藍利用彈簧秤求最大靜摩擦力的
實驗裝置。木塊重量為200公克重，置放在
水平木板上。
(1)未施力前，木塊呈
靜止狀態，此時摩
擦力為多少公克重？
0公克重
靜摩擦力＝外力＝0公克重。
簡答題
3.右圖是小藍利用彈簧秤求最大靜摩擦力的
實驗裝置。木塊重量為200公克重，置放在
水平木板上。
(2)當彈簧指示20公克
重，木塊仍靜止在
木板上，此時摩擦
力為多少公克重？
20公克重
靜摩擦力＝外力＝20公克重。
簡答題
3.右圖是小藍利用彈簧秤求最大靜摩擦力的
實驗裝置。木塊重量為200公克重，置放在
水平木板上。
(3)繼續拉木塊，當木
塊開始運動的瞬間，
彈簧秤的讀數為
100 公克重，則其
最大靜摩擦力為多
少公克重？
100公克重
最大靜摩擦力＝木塊開始運動瞬間的拉力＝
100公克重
簡答題
3.右圖是小藍利用彈簧秤求最大靜摩擦力的
實驗裝置。木塊重量為200公克重，置放在
水平木板上。
(4)如果在木塊上加100
公克重的物體時，則
至少需施力多少公克
重以上，才能再將木
塊拉動？
150公克重
最大靜摩擦力與垂直作用力成正比，則
200/(200+100)＝100/F→F＝150（公克重）。