受力數據

A 水中體積
A 重力
B 水中體積
B 重力
重量
體積
cm³
重量
體積
cm³

📖 操作說明

🎓 教學步驟建議:從阿基米德的「水積木」概念切入

  1. 先別顯示任何物體。問學生:「如果我在這缸水裡,憑空『框』出一塊跟周圍一樣都是水的方塊,它會浮起來、沉下去,還是停在原地?」讓學生先猜猜看、說出理由。
  2. 按下「顯示」物體 A(材質預設就是「純水」,跟外圍液體一樣)。學生會看到它就停在原地不動,不浮不沉。這正是阿基米德原理的起點:一塊跟周圍液體完全相同的「水」,所受的浮力剛好等於自己的重力,所以靜止不動。
  3. 保持物體 A 的「重量」數字不變,把材質切換成食用油或保麗龍等其他物質。引導學生討論:為什麼現在它會浮起來?(密度比周圍液體小,同樣重量需要更大的體積才能達到平衡)
  4. 善用浮力的隱藏機制:請學生先用公式「浮力=液體密度×排出體積」計算預測值,再按下「👁 點擊查看」核對答案,培養先預測、後驗證的探究習慣。
  5. 開啟液壓箭頭,請學生觀察方塊底部那組「向上」(外部水壓)跟「向下」(物體自身重量造成的壓力)箭頭——浮到平衡時兩者一樣長,提供浮力的另一種理解角度(壓力差),而不只是「排出體積」這一種說法。
  6. 用物體 A、B 做對照:把兩者的「重量」都用快捷按鈕設成一樣(例如都按「1」kgw),但材質選不同的物質,比較兩者體積差多少。討論「等重不同密度」的關係——密度越小,要達到相同重量所需的體積就越大。
  7. 換外圍液體(海水、酒精、水銀),觀察同一個物體在不同液體中浮沉狀態的變化。水銀密度極高,可以讓學生看到幾乎任何物體都會浮起來,藉此討論「物體浮沉只跟兩者密度的相對大小有關」這個核心概念。