#1234R-CN 268 件/組
7+
發明是可以學習的
INVENTING CAN BE LEARNED
20
堂
實作課程
發明 是可以學習的 Gigo 智高 Learning Lab 學習實驗室全系列包含個人包裝及學校包裝，特點如下： 1. 課程以積木為主軸，每堂課都有積木組裝創作。 2. 跳脫傳統教學架構，遊戲競賽中學習創新。 3. 天生我才必有用，兼顧個人學習與團隊分組合作。 4. 課程由淺入深，涵蓋各國生活科學課綱，並與日常生活應用結合。 5. 用積木做實驗，零件可重覆使用，省時省力。
我們希望小朋友透過動手玩積木的過程中，快樂地學習科學知識，培養正確的學習態度及解 決問題的能力，更能將這些知識活用，進而學習創新的技巧與能力。
1
目
錄
前言
1
第 10 課 專題製作 (2)
39
目錄
2
第 11 課 多層滑梯
41
零件清單
3
第 12 課 天平
45
第 1 課 彈力秤
5
第 13 課 海盜船
49
第 2 課 測距輪
9
第 14 課 齒輪組
53
第 3 課 測速器
13
第 15 課 專題製作 (3)
57
第 4 課 翹翹板
17
第 16 課 輸送帶
59
第 5 課 專題製作 (1)
21
第 17 課 腳踏車
63
第 6 課 滑板車
23
第 18 課 升降旗桿
67
第 7 課 圓盤推推
27
第 19 課 吊車
71
第 8 課 捕鼠器
31
第 20 課 專題製作 (4)
75
第 9 課 旋轉飛機
35
附錄
77
圖卡
2
零 件 清 單
3
1
2
3
4
5
6
7
8
x1
x1
x2
x2
x5
x5
x2
x2
9
10
11
12
13
14
15
x50
x4
x4
x4
x2
x5
x5
16
17
18
19
x5
x2
x10
x6
20
21
22
23
24
25
x2
x6
x6
x2
x6
x6
26
27
x8
x8
28
29
x5
x5
30
31
32
33
34
35
x5
x1
x30
x30
x2
x10
36
37
38
39
40
41
42
43
x1
x3
x3
x3
x2
x4
x2
x1
清單：找零件 - 檢查 - 核對 序號 零件名稱
品號
數量
序號 零件名稱
品號
數量
1
B-扳手
7061-W10-B1Y
1
23
C-5孔長條側有孔
7413-W10-R1W
2
2
C-8×12底盤
7125-W10-A1SK
1
24
C-5孔超長條
7413-W10-X1W
6
3
C-渦桿
7344-W10-A1W
2
25
C-11孔長條
7413-W10-P1W
6
4
C-曲軸
7063-W10-B3S1
2
26
C-15孔超長條
7413-W10-Z1W
8
5
C-雙向轉接鍵
7061-W10-X1W
5
27
C-3孔1/4弧長條
7061-W10-V1W
8
6
C-單向轉接鍵
7061-W10-Y1W
5
28
C-5×5孔正方框
7413-W10-Q1W
5
7
C-10T鍊輪
3569-W10-D2S1
2
29
C-5×10孔長方框
7413-W10-I1W
5
8
C-20T鍊輪
3569-W10-D1S1
2
30
C-5×15孔長方框
7413-W10-J1W
5
9
C-鍊條
3569-W10-B1D
50
31
C-5×13孔超長方框
7061-W10-U1W
1
10
C-20T齒輪
7026-W10-D2R
4
32
C-長結合鍵
7061-W10-C1R
30
11
C-40T齒輪
7346-W10-C1B
4
33
B-短結合鍵
7344-W10-C2D
30
12
C-60T齒輪
7026-W10-W5Y
4
34
C-軸轉接器
7026-W10-L2W
2
13
C-80T齒輪
7328-W10-G2O
2
35
C-20mm軸扣鍵
7413-W10-T1B
10
14
C-30mmⅡ軸
7413-W10-N1D
5
36
C-70mm橡皮筋
R10-02
1
15
C-70mmⅡ軸
7061-W10-Q1D
5
37
C-OD23mm滑輪
7344-W10-N3S1
3
16
C-100mmⅡ軸
7413-W10-L2D
5
38
C-OD33mm滑輪
7344-W10-N2S1
3
17
C-150mmⅠ軸
7026-W10-P1D
2
39
C-OD53mm滑輪
7344-W10-N1S1
3
18
C-軸固定鍵
3620-W10-A1D
10
40
C-OD26mm橡膠圈
R12-08S
2
19
C-3孔長條
7026-W10-Q2W
6
41
C-OD36mm橡膠圈
R12-07S
4
20
C-3孔長條側有孔
7026-W10-X1W
2
42
C-OD56mm橡膠圈
R12-09S
2
21
C-3孔超長條
7413-W10-Y1W
6
43
捲SP特多龍線200CM
R39-W85-200
1
22
C-5孔長條
7413-W10-K2W
6
組裝技巧:
這裡有幾點組裝模型的小技巧，請在組裝模型之前仔細地閱讀一遍。 X《錯誤》未留空隙
更多組裝小技巧，請參考
O《正確》有留空隙
A. 留意組裝長方架與齒輪的間距：
B. 扳手：
C. 齒輪組：
用傳動軸把齒輪安裝在長方框上時一定要讓齒輪、滑 輪、渦輪、鍊輪、凸輪、曲桿等所有智高可做力學傳 動的零件與長方框之間保持適當的距離 ( 約 1 mm)， 這樣才能將摩擦減到最低而動力的傳輸效率提昇到最 高 ( 如上圖所示 )。此外，傳動軸的凸緣必須墊後以 免齒輪掉落。
當你想要將你的模型分解開來時，可使用扳 手。操作扳手時，使用扳手的 A 端來拔除紅 色結合鍵；想要拆除自轉軸鍵時，你也可以 使用扳手的 B 端面來撬出自轉軸鍵。
在模型建置中你常可以看到幾個齒輪組裝成 一排，為了讓模型可以順暢的運作，你必須 將齒輪嚙合得很好，否則就無法讓一個齒輪 傳動的力量帶入到下一個齒輪。
4
1
彈 力 秤
科學 應用
質量與重量
這天 Gigi 看見爸爸正在準備出差的行李，小小的行李包塞了一 個禮拜的換洗衣物，讓他很好奇爸爸的行李有多重呢？於是決 定拿出彈簧秤來量一量行李的重量。 Gigi 請爸爸幫忙將行李掛在小小的彈簧秤的掛鉤上，指針居然 會指出行李有三公斤重 ! 於是 Gigi 開始拿著彈簧秤量起家裡 大大小小的物品。 Gigi 量得正起 勁時，爸 爸拿了兩個體積一樣的木球和鐵 球要 Gigi 猜一猜那個質量大？正當 Gigi 想用彈簧秤來測量時，爸爸 告訴 Gigi 彈簧秤是測不出質量的喔！ 因為在地球上，質量為 1kg 的物體其重量為 1kgw，但在其他的 星球，受不同的萬有引力影響，質量為 1kg 的物體重量就不一 定為 1kgw了。
生活應用
質量與重量，在科學上意義是不同的。質量 表示一個物體所蘊含物質的多少，使用天平 可秤出質量。當我們要測定質量時，會在天平一 邊的秤盤裡放置物體，在另一邊的秤盤裡擺放砝碼，當 橫桿達到水平時，天平秤出來的就叫做質量。重量則是一種 力，是地球重力作用於物體上的引力，一般會用彈簧秤測量出物體的重 量，它會依所在地點的重力大小而定。請注意，重量可能會隨著地點不同 而改變，但質量則保持不變。
想想看
月球的重力約是地球的 1/6 倍，如果人類在月球上生活，以你 現在的體重，會有什麼不同呢？
5
零件清單 20
22
25
26
x1
x2
x2
x1
32
33
35
36
x2
x12
x4
x1
27
x3
1
28
29
x1
x2
2
2
1
3
4
6
1
彈 力 秤 5
完成
圖 6
模型操作影片
7
動 手驗 玩實
做做看，比較在彈力秤上吊掛 200g 的物品與 500g 的物品，觀 察彈力秤下拉的幅度會怎樣變化呢？如果再測量其他物品，可 以怎麼做呢？
備註：彈力秤秤重範圍：100g~1000g，如不當使可能會引起之故障或損毀。
試試看，空氣有沒有重量呢？將二個 C-15 孔超長條與 C-3 孔三條 ( 側有孔 ) 組裝成一個桿子，找出桿子的中心點處綁 上棉線，在中心點的最左端綁上沒打氣的氣球，中心點的最
動手 玩 創意
右端綁上打氣的氣球，觀察桿子往哪邊倒。
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量
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
8
2
測 距 輪
科學 應用
距離測量
體育課時，老師想要進行 100 公尺運球測 驗，請 Gogo 協助 在 籃球 場上 把運 球的起 點及終點各放置一個三角錐來標示。Gogo 拿著他鉛筆盒內的 20 公分長尺興高采烈的 量了起來，量了十分鐘後已經全身痠痛，回 頭一看發現才量了 30 公尺，還不到 100 公 尺的一半 ! 正當 Gogo 苦惱思考著有沒有更快的方法時，班長波波經過 Gogo 的身邊告 訴他，體育室裡有一個很特別的工具叫測距輪，使用時不用彎腰，一個人推著 量測工具走一趟就能很快地完成距離測量，非常簡便有效率。 Gogo 聽了波波的建議，到體育室借了測距輪，不到一分鐘就完成了老師給的 任務。從此讓他對測距輪產生極大的興趣，回家跟家人分享這次特別的經驗。
生活應用
距離是指空間上兩個不同點之間的直線長 度。有許多方法可以量測距離，例如直尺、捲 尺、雷射測距儀等，有的時候為了測量距離的便利
與快速，設計出很特別的工具，例如發生交通事故時，警察 所用的測距儀，使用時不用彎腰，一個人推著量測工具走一趟就能很快 地完成距離測量，非常簡便有效。
想想看
生活中，有哪些工具適合量測距離？ 如果今天手邊沒有，又如何量測呢？
9
零件清單 11
10
x2
13
x1
26
14
15
x1
x2
x1
19
21
22
24
25
x1
x4
x1
x1
x1
27
28
30
32
33
39
42
x4
x2
x1
x2
x16
x1
x1
x4
※ 需配合第 77 頁 測距輪尺規圖卡
1
×2
2
3
5 4
×2
30m
m
70m
m
10
2
測 距 輪
7 70mm
6
完成
圖
8
11
模型操作影片
動 手驗 玩實
做做看，確認每轉一圈所量測的長度，運用測距輪來測量教室 桌子的周長，看看桌子周長是幾公分。
試試看，在地上隨意標示一段距離，先用測距輪量測距離， 再用捲尺確認所量測的誤差。
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量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
12
3
測 速 器
科學 應用
速度變化
公園是學生放學或放假常去的休閒場所，周邊 有許多兒童遊戲設 施。這個假日 Gigi 邀請家 人帶他去公園體驗他最喜愛的溜滑梯。 一到公園 Gigi 迫不急待的衝向溜滑梯，爬上 階梯再從高處往下滑，那種下滑的速度感常常 讓 Gigi 哈哈大笑。玩了一會兒，發現旁邊有一 座新蓋好更大更陡峭的室內溜滑梯引起他的 興趣。 Gigi 決定挑戰它，一如往常的坐上溜滑梯的最 高點往下衝，不到 10 秒就滑到地面了，比舊的 溜滑梯速度更快，全程感受到心臟碰碰跳，非常刺激直呼好好玩。
生活應用
「相對運動」會導致我們對於速度上會有 不同的感受！例如，兩台車以相同速度同時 行駛在高速公路上，您身處在其中一台車往外
看，感覺速度並不快，但如果停下車來觀看，就會有強烈 的反差喔！
想想看
小朋友你有發現當走路下坡時，較陡峭的路段與比較平緩的路 段，那一種路段移動速度較快呢？為什麼？
13
零件清單 2
3
10
x1
x2
x2
14
15
x1
x1
30
33
39
x4
x10
x1
1
19
x1
25
26
x4
x6
×2
×3
2
3 4
14
3
5
測 速 器
mm
30
6
m
m 70
完成
圖
模型操作影片
15
動 手驗 玩實
做做看，比較測速器軌道終點的高低位置不同 ( 調整 C-5X10 孔長方框終點的位置 )，觀察滾輪落下會有何差異？
試試看，準備兩個重量不同的滾輪進行測試，觀察滾輪的重 量會不會影響落下速度的變化。
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量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
16
4
翹 翹 板
科學 應用
力矩
這一 天 Gogo 心血 來 潮，要 和班 上 力氣 最 大的人比賽誰是大力士。「我來跟你比誰是 大力士。」班上最高壯的瓦特說。 Gogo 與瓦特決定進行舉重比賽，看誰可以 舉起較重的物品。 瓦特挑了一顆 1 公斤的石頭參賽，花了很大的力氣才將石頭舉起來。大家都替 瓦特歡呼，準備推認他是班上的大力士。這時 Gogo 卻自信滿滿的說，自己要 舉重的對象竟然是瓦特！大家聽了都認為 Gogo 在開玩笑，他怎麼可能將快 30 公斤的瓦特舉起來呢？ Gogo 說：「讓翹翹板藉由力矩原理的力量，就能辦得到。」於是 Gogo 請瓦特 坐在翹翹板左邊最靠中心點的位置，而自己則坐在翹翹板右邊離中心點最遠 的位置。就這樣 Gogo 真的輕輕鬆鬆的把瓦特舉起來，贏了比賽，也得到班上 的大力士的稱號。
生活應用
力矩概念起源於阿基米德對槓桿的研究，簡 略地說，力矩可以想像為使物體扭轉所需的 物理量，會使物體產生旋轉運動。力矩的大小決定
於三個要素：施力、施力點的位置向量以及力與施力位置 向量的夾角，而轉軸至作用力的垂直距離稱為力臂，因此我們定義力矩 為力與力臂的乘積，常用於槓桿原理。
想想看
日常生活中有哪些工具是應用到力矩的概念？
17
零件清單 2
10
16 x1
x1
x1
28
29
x4
x2
21
22
26
x2
x2
x4 x4
33
x14
1
×4 3
2
27
×2
×2
4
5
×2
18
4
翹 翹 板
6 7
10
0m
m
8
完成
圖
模型操作影片
19
動 手驗 玩實
做做看，不改變翹翹板中心點 ( 支點 ) 的位置，分別在翹翹板 的兩端放上不同物品，並讓翹翹板維持平衡。
試試看，找到合適的支點位置，讓 C-60T 齒輪能舉起比它 還重的物品。
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量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
20
5
專 題 製 作 1
試著運用下列模型，製作一台利用重力前進的車子。
模型 回顧
21
1. 彈力秤
2. 測距輪
3. 測速器
4. 翹翹板
設計 規劃
我的作品照
評 自我
量
1
2
模型設計
模型創作
3 競賽獲勝
22
6
滑 板 車
科學 應用
摩擦力
今天是 Gigi 的生日，媽媽送他一台滑板車當生日禮 物，希望 Gigi 能透過騎滑板車增加運動的機會。於是 Gigi 一有空就到河濱公園練習。 在練習的過程中，Gigi 發現在草地上練習時車子，前進不易，甚至有時滑 板車還會原地不動。Gigi 好奇的問媽媽是什 麼原因影響滑板車前進呢？ 媽媽告訴 Gigi：「當一 物體在另一 物體表面 上運動時，在兩接觸面之間，會有阻礙物體運 動的作用力，這就是摩擦力。而摩擦力永遠和 施力的方向或運動方向相反。」Gigi 這時才明 白，原來滑板車在草地上的摩擦力太大了，所 以才會讓車子動彈不得 !
生活應用
當物體在一平面運動時，存在於兩接觸面之 間，會有阻礙物體運動的作用力，就是摩擦力， 這個摩擦力永遠和所施力的方向或運動方向相反。
例如：汽車要跑得快，輪胎就要有足夠的摩擦力，否則輪子 容易打滑失控造成意外，因此下雨天開車要減速；然而車輪的輪軸卻要 減少摩擦力，這樣輪子才能轉得順，減少能量損耗。
想想看
如果世界上沒有摩擦力，會發生什麼事？
23
零件清單 14
15
x1
x1
27
x2
1
19
22
24
25
26
x1
x1
x2
x1
x1
28
31
x1
x1
32
33
34
38
41
x4
x3
x1
x3
x3
×3 2
mm
70
3
4
5 2
2
mm
1
30
24
6
滑 板 車 7 6
8
完成
圖
模型操作影片
25
動 手驗 玩實
做做看，運用書本或板子做成斜坡，將滑板車由斜坡上放下，讓 滑板車模型在不同材質的表面上滑行，觀察那一種材質的路面 可讓模型移動距離比較遠。
試試看，改變滑板車車輪的材質，將原本模型的車輪更換為 鍊輪，記錄車子移動的距離，觀察有甚麼影響。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
26
7
圓 盤 推 推
科學 應用
推力
這 天 Gogo 邀 請 Gigi 來 家 裡玩。 午 餐 過 後，Gogo 很 興 奮 的 展示用積木做的圓盤推推， 想與 Gigi 一同分享。 Gogo 與 Gigi 決定來一場圓盤推力競賽，看誰可以將圓盤推的最遠。首先由 Gogo 開始，沒想到 Gogo 竟一時大意手滑，使得推動的力量太小，圓盤只移 動短短的距離。 接下來輪到 Gigi 挑戰，Gigi 將推桿重重的推向圓盤，把圓盤咻的一聲，推得 好遠，就像要飛起來一樣，顯然 Gigi 贏得了這場比賽！
生活應用
推力可使一個有質量的物體改變速度或改變 其方向。 推力包括大小和方向。例如汽車，當足夠大的推力
作用在汽車時，就會開始運動，產生加速度，當推力越大時， 將加快速度運動。
想想看
如果給予同樣的推力，但是推動的物體重量不同，會有什麼 影響？
27
零件清單 13
33
x2
x12
1
23
24
26
x1
x3
x1
35
36
x2
x1
28
29
x2
x2
32
x3
×2
2
3 4
28
7
圓 盤 推 推
5
7
6
完成
圖
模型操作影片
29
動 手驗 玩實
做做看，試著記錄每次的力道，挑戰使用推桿圓盤推動至 10 公 分距離。
試試看，推桿上的 C- 長結合鍵拉至 C-5X10 孔長方框的第 五格與拉至 C-5X10 孔長方框的第九格，各推動圓盤時，何
動手 玩 創意
者使圓盤移動的距離較遠？
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
30
8
捕 鼠 器
科學 應用
彈力
惱人的老鼠除了破壞家具用品，還會傳播可 怕的疾病。 上課時，老師請同學想一想，有什麼辦法可 以解決老鼠橫行的問題。大家提出了很多想 法，於是老師請各組發揮巧思及創意，試著 將想法規劃設計成實物。 Gigi 和組員經過一翻激烈討論後，決定設計一組捕鼠器。 班上的同學看到，捕鼠器是運用槓桿、彈力原理，覺得很新奇又特別。 不過老師說明常此種方式會因力道太大，而傷害被捕捉的獵物，當然也有可能 誤傷到自己家的寵物。目前政府已經禁用此種方式捕捉。
生活應用
彈力是指彈性物體發生形變時所產生恢復的 力，每個物體都有不同的形變限度稱作彈性 限度。物體產生的形變量如果小於彈性限度，可以
在力量釋放後回復原狀；如果大於彈性限度，就會破壞物 體的結構，無法還原，而彈簧發生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長 （或縮短）的長度成正比。
想想看
除了橡皮筋外，生活中有哪些物品也運用了彈力呢？
31
零件清單 2
x1
16
18
20
21
22
24
25
x1
x2
x1
x1
x1
x5
x1
27
28
32
33
35
36
x1
x2
x3
x1
x3
x1
2
1
3
5 4
32
8
捕 鼠 器 6 7
10
1 2
0m
m
8
Hold
Hold
完成
圖
模型操作影片
33
動 手驗 玩實
做做看，拿取身邊的物品，輕觸動捕鼠器模型後，啟動彈力夾住 物品，觀察捕鼠器的作動方式。
試試看，將捕鼠器的橡皮筋更換為兩條，再次啟動捕鼠器模 型，觀察彈力大小的變化。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
34
9
旋 轉 飛 機
科學 應用
離心力
Gogo 一直期待週末全家一起到遊樂園玩， 在路上，媽媽問 Gogo：「遊樂園裡有雲霄 飛車、海盜船、碰碰車等好玩的設施，最想 體驗那一種？」 Gogo 說： 「最想玩遊樂園裡的旋轉飛機。」 Gogo 想像握緊扶 手，迎著風，在空中 360 度擺盪，由慢到快的速度， 像乘坐飛機的感覺。 當 Gogo 坐上迎風飛翔的旋轉飛機時，剛開始伴隨 著優美動聽的兒歌，感覺有如波浪起伏地旋轉飛舞； 但當飛機旋轉得愈來愈快，身體感受到一股強大的 離心力作用，隨時會有被強力甩飛出去的感覺，充滿 刺激，令他想要一玩再玩。
生活應用
談離心力先要知道向心力，例如用繩子拉物 體旋轉時，由繩子提供向心力使物體作圓周 運動，繩子斷掉時，向心力也消失，物體不再受力，
依慣性定律，物體會沿切線方向飛出，這是一個與向心力 反方向的作用，是一種假想力，因為沒有真正力的來源，其實是物質保持 慣性運動的作用，譬如洗衣機的脫水桶就是使用離心運動的原理。
想想看
日常生活中，有哪些利用到離心力的例子？
35
零件清單 2
x1
4
5
x1
21
25
x6
x4
x2
10
x2
27
x4
13
15
17
x1
x1
x1
28
29
32
35
x4
x2
x8
x2
2
1
70m
m
3
4 150mm 5
36
9
旋 轉 飛 機 7
×2
8
6
9
完成
×2
×2
圖
10
37
模型操作影片
動 手驗 玩實
做做看，在不同轉速的情況下，飛機所甩起的幅度大小。
動手 玩 創意
試試看，將旋轉臂加長， 旋轉時的飛機有何不同。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
38
10
專 題 製 作 2
綜合前面所學，試著製作一個運用彈力啟動的車子，比賽看誰的車 子能走得最遠。
39
6. 滑板車
7. 圓盤推推
8. 捕鼠器
9. 旋轉飛機
模型 回顧
設計 規劃
我的作品照
評 自我
量
1
2
模型設計
模型創作
3 競賽獲勝
40
11
多 層 滑 梯
科學 應用
斜面
今年冬天 Gigi 得到一個大大的驚喜，家人 安排了親子滑雪之 旅。第一次看見 雪景的 Gigi，期待與興奮的心情全寫在臉上。 Gigi 換上滑雪裝備，搭乘纜車上山，隨著纜 車漸漸高升，看向山下，雪白世界讓 Gigi 一 路上讚嘆。 到了滑雪場，Gigi 準備開始他的滑雪初體驗，剛開始 Gigi 還抓不到訣竅， 一移動就不受控制的一直往山下衝，停不下來，讓他尖叫連連 ! 最後還摔 一個大跤。 教練跟 Gigi 說：「滑雪場地就像是一個斜面，當物品放在斜面上，就會往 下移動，除非有另一個外力阻止才會讓它停下來。」經過教練的說明及技術 指導後，Gigi 在一次又一次的失敗中學會了滑雪技巧，最後 終於挑戰成功。
生活應用
斜面是典型的一種簡單機械，是一種傾斜的 平板，能夠將物體比較不費力地從低處提升 至高處，但提升物體的路徑長度也會增加，例如
使用一塊斜板，便可輕易地將貨物裝上或卸下貨車，假若 斜面的斜度越小，則斜面與水平面之間的夾角越小，需施加於 物體的作用力會越小，但移動距離也越長；反之如果加大了斜面與水平 面之間的夾角，那麼推動物體的力量就要增大，但移動距離也會變短。
想想看
斜面還能應用在哪些地方？
41
零件清單 2
19
21
25
26
x2
x2
x2
x6
x1
32
33
x12
x4
27
30
x2
x4
1 2
3
4
5
42
11
多 層 滑 梯
6
7
2
2
1
1
完成
圖
模型操作影片
43
動 手驗 玩實
做做看，試著將彈珠從最上層斜面滑梯釋放，觀察落到第二層 時，會有哪些變化產生，並試著調整角度或者調整斜面長度。
試試看，在不影響彈珠掉落的成功率之下，結合其它的積木 設計你的滑梯外觀。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
44
12
天 平
科學 應用
平衡
媽媽帶著 Gogo 到超級市場，準備晚餐食材 及日常用品採買，雖然超市裡，商品琳琅滿 目貨品，但依不同品牌、價格、種類的貨品 有序地排列。 超市的蔬果區正在舉辦「抓 斤秤兩的促銷 活動」，顧客只要在店員準備的天平上放上 水果，並且讓天平 維持平衡就可以把天平上的水果帶回家。 媽媽靠手感和目測，精準選了幾個 Gogo 最愛的水 果進行挑戰，果然沒讓 Gogo 失望，挑戰抓斤秤兩 成功 ! 超市也因這次的活動，吸引許多人潮。
生活應用
槓桿是一種旋轉作動的機構，可分為五個主 要結構。 固定不動的旋轉點稱為支點、受力的兩端點稱為
施力點和抗力點、從受力點到支點的垂直距離稱為施力臂 跟抗力臂。 當槓桿平衡時，支點兩邊物體都會處於靜止狀態。翹翹板就是運用槓桿 平衡原理設計的遊樂設施。
想想看
日常生活中有哪些東西用到平衡原理呢？
45
零件清單 2
x1
10
15
19
21
24
26
x2
x1
x1
x1
x3
x2
28
30
32
35
x4
x2
x3
x2
1
2
3
4
m
m 70
46
12
天 平 6
5
完成
圖
模型操作影片
47
動 手驗 玩實
做做看，天平兩端裝上兩種不同的積木，觀察各要放幾個積木 天平才能保持平衡。
試試看，修改模型製作一個桿秤，比較與天平不同的地方在 哪裡。
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量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
48
13
海 盜 船
科學 應用
單擺
課堂上，老師與大家分享伽利略發現了擺動 背後的物理現象。 有一天，伽利略望著比薩大教堂天花板上一 個吊燈忽然擺動起來，他觀察到吊燈每一次 來回擺動的時間似乎一樣，並且利用自己的 脈搏跳動的次數當作測量時間的工具，果然 發現不管吊燈擺動的幅度是大或小，每擺動一次所需的時間都是相同的！就這 樣，伽利略無意中發現了單擺的等時性。 Gigi 聽完老師的分享，想起遊樂園裡的海盜船就像是一個巨型的單擺，船身 如單擺的擺錘一樣快速落下，反覆的擺動。
生活應用
單擺，就是把一個物體（或稱為擺錘）用細線 懸掛在固定點並受到重力的作用下，來回自由 擺盪的物理現象。單擺的週期取決於重力，以及擺
線的長度，而與擺錘的重量、擺幅的大小都沒有關係。當擺 錘來回自由擺盪時會很自然地形成穩定的節拍。單擺來回擺盪一次所經 歷的時間稱之為週期，而懸掛點到擺錘的距離則稱之為擺長。
想想看
你在哪些地方有看過單擺的設施呢？
49
零件清單 2
16 x1
x1
18
21
22
24
26
x3
x2
x3
x1
x3
27
28
30
32
33
x2
x1
x2
x7
x2
1
×2
2
3
4
100
mm
50
13
5
海 盜 船
完成
圖
模型操作影片
51
動 手驗 玩實
次數
做做看，記錄不同海盜船擺長的長度，單擺的週期為何。
時間
長度
公分 秒
第一次
公分
次
第二次 第三次 平均
試試看，改變海盜船船身的重量，會不會影響單擺的週期。
次數
時間
重量
公克 秒
第一次
動手 玩 創意
公克
次
第二次 第三次 平均
自我 Smart Manual 網頁版
評量
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
52
14
齒 輪 組
科學 應用
傳動應用 - 齒輪
Gogo 有一個小鬧鐘，是魯多爺爺送的開學 禮物。魯多爺爺說： 「這個鬧鐘能運作暢順， 全靠裡面的每 一 個齒輪同心協力運作，才 能使整個機器運轉不停。」魯多爺爺接著說： 「Gogo 也是家裡的一顆小齒輪，訓練自己 的第一步，就是每天早上自己起床。」 Gogo 很 喜 歡 這 個 鬧 鐘，因 為 每 天早上都 準 時 叫 Gogo 起 床。每 天 晚 上 Gogo 幫它上發條時，一個齒輪帶動另一個齒輪，發 出嘎拉嘎拉的響聲。 Gogo 很好奇齒輪之間是怎麼互動的，請魯多爺爺 協助將鬧鐘拆開，看到大大小小的齒輪之間輪齒相 互咬合，並且齒輪會帶動另一個齒輪轉動來傳送動 力喔。
生活應用
齒輪是生活中常見的零件，是一種輪邊具有 齒狀凸出物的輪狀機械零件，齒輪傳動可使 兩轉軸速度快或慢，例如兩正齒輪傳動，齒數較多
者，轉速較慢。而齒輪的應用在生活中隨處可見。例如，機車、 自行車、鐘錶、電動門、釣魚捲線器等。
想想看
齒輪機構還運用在日常生活中哪些地方呢？
53
零件清單 2
10
x1
x3
32
12
14
16
24
x2
x4
x1
x4
29
x2
x1
1
3
2
30
mm 10
0m
10
m
0m
m
54
14
齒 輪 組 mm
100 4
mm
100
m
30m
完成
圖
模型操作影片
55
動 手驗 玩實
做做看，轉動齒輪組模型的 C-60T 齒輪這端時，齒輪組轉動的 速度如何。
試試看，如果轉動齒輪組模型的 C-20T 齒輪這端時，齒輪 組轉動的速度又有何不同。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
56
15
專 題 製 作 3
製作一個彈珠運輸軌道，讓彈珠可以在從上而下，或是由左而右移 動。
57
11. 多層滑梯
12. 天平
13. 海盜船
14. 齒輪組
模型 回顧
設計 規劃
我的作品照
評 自我
量
1
2
模型設計
模型創作
3 競賽獲勝
58
16
輸 送 帶
科學 應用
傳動應用 - 皮帶輪
Gigi 有很 多點子，立 志當個 小 小發 明家。有一 天 Gigi 跟媽媽到大賣場購物，結帳時，媽媽把東西放 到櫃台上，東西在櫃台上會自己向前移動。 Gigi 仔細觀察後發現，原來櫃台上面裝有大皮帶在 幫忙輸送貨物，Gigi 聯想到日式迴轉壽司也是利用 類似的原理，運用皮帶輸送食物到客人手上。 Gigi 上網查了一下，皮帶能夠輸送的秘 密，了 解皮帶輪的主要特徵是，兩個或多個滑輪被套 於同一條傳動皮帶中，而皮帶則是用來從一個 皮帶輪帶動另一個皮帶輪的動力傳送媒介。
生活應用
皮帶輪的主要特徵是兩個或多個滑輪被套於 同一條傳動皮帶中，而皮帶則是用來從一個 皮帶輪帶動另一個皮帶輪的動力傳送媒介。一般
在工廠或者日常生活中，皮帶的應用範圍很廣，除了傳輸動 力，也可以用來輸送物品。例如：機場的行李輸送系統。
想想看
皮帶輪還會用在哪些地方呢？
59
零件清單 2
x1
4
7
x1
x2
36
38
39
x1
x1
x1
8
14
15
x1
x2
28
29
x4
x1
x2
※ 需配合第 78 頁 輸送帶圖卡
1
m
2
30m
m
70m
m
70m
3
60
16
輸 送 帶
4
完成
圖
模型操作影片
61
動 手驗 玩實
做做看，放置物品在輸送帶上進行傳送， 試試看可不可以傳送 物品，如果物品太重，太輕又會有何影響呢？
試試看，製作一個由下方往上方運輸物品的輸送帶，並試著 將物品向上運送。
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量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
62
17
腳 踏 車
科學 應用
傳動應用 - 鏈輪
魯多爺爺有一輛很堅固的腳踏車，每天魯多 爺爺騎著那台老單車載著 Gogo 上下學。 有一天 放假，山上的櫻花都開了，爺爺便載 著 Gogo 騎單車去爬山，一路欣賞風景時， 突然車子卡住不動了，Gogo 差點兒跌倒，爺 爺說單車落鏈了，要先處理一下。 Gogo 看到落在地上的鏈條，這才明白什麼叫做 落鏈。後來爺爺跟 Gogo 一起合作，終於把鏈條 扣回到鏈輪上，繼續騎車上山賞櫻。
生活應用
生活中的鏈輪為腳踏車最常見。當腳施力於 腳踏車的踏板時，先使曲柄及大鏈輪轉動，使 鏈條跟著轉動，鏈條帶動小鏈輪（與後車輪連接）
轉動，後車輪也開始轉動，因此腳踏車便向前行駛了。而兩 個鏈輪之間的動力傳送與皮帶輪特色相同，但是鏈輪是靠鏈條來傳動。 當鏈輪傳動超過負荷時，鏈條會斷鏈，或者鏈輪會斷牙。
想想看
鏈條的設計還會用在哪些地方呢？
63
零件清單 4
8
7
x2
x1
33
39
x6
x3
x1
9
x40
14
15
x1
x2
27
x4
29
31
x2
x1
1
m
2
m 30
m
m 70
UP
3
mm
70
DOWN
64
17
腳 踏 車
4
×40
完成
圖
模型操作影片
65
動 手驗 玩實
做做看，改變鍊輪的大小，記錄轉速的差異。
傳動輪(踏板)
圈數
從動輪
圈數
C-30T鍊輪
1
C-30T鍊輪
C-20T鍊輪
1
C-20T鍊輪
C-10T鍊輪
1
C-10T鍊輪
試試看，利用鍊輪與齒輪的組合，製作出轉速最快的腳踏車。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
66
18
升 降 旗 桿
科學 應用
槓桿應用 - 定滑輪
每次運動會的開幕典禮總是令人期待，Gigi 是今年 班上的舉旗手，典禮開始由 Gigi 舉著旗子邁步向前， 帶領著班上的同學進場。 看著會旗在升降旗桿上，由升旗手將繞在定滑輪的 繩索往下拉，會旗自桿下冉冉上升至桿頂，Gigi 心中 燃起一股熱情與榮譽感。 緊接著歡樂的啦 啦隊開場表演，把 氣氛推向高潮，綻 放著奔放的熱 情，洋溢著青春的氣息， 運動會在此開幕。
生活應用
滑輪是其中一種很常見的簡單機械，在滑輪 的圓周面具有凹槽，將繩索纏繞於凹槽，用力 牽拉繩索兩端的任一端，則繩索與圓輪之間的摩
擦力會促使滑輪繞著中心軸旋轉。當牽拉重物時，可使用 定滑輪將施力方向改變為容易出力的方向，方便工作。定滑輪施力牽拉的 距離等於物體上升的距離，不能省力也不費力。
想想看
定滑輪的設計還會用在日常生活中哪些地方呢？
67
零件清單 2
x1
27
x1
5
14
19
20
21
22
24
26
x2
x1
x2
x2
x2
x1
x4
x3
28
29
32
33
34
35
x1
x1
x6
x8
x1
x1
37
43
x1
x1
※ 需配合第 77 頁 升降旗桿 - 旗幟圖卡
1 2 3
4 2
2 1
5 1
mm
30
68
18
升 降 旗 桿
完成
6
圖
7
模型操作影片
69
動 手驗 玩實
做做看，讓升降旗桿的旗幟到達桿頂，並且觀察對繩索施力方 向與旗幟移動的方向有何不同。
動手 玩 創意
試試看，利用滑輪製作一個可以開關的窗簾機構。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
70
19
吊 車
科學 應用
槓桿應用 - 動滑輪
Gogo 看到新聞報導博物館標本搬家作業，因有許 多的大型動物標本需要搬家，館方出動了吊車以及 拖板車，還有多名工作人員協助，在專業運輸公司 處理下，順利上路。 許多動物標本體 型龐大，吊車運用 動滑輪的特 性。在 動滑輪 拉 動繩索一端 的拉力等於負載的一半，可以較省力地將 標本吊上車運 送，形成 動物大 遷 徙的奇 景，引人注目。
生活應用
一般的滑輪是可以繞著中心軸旋轉的圓輪， 而動滑輪的中心軸可以移動。使用動滑輪時 不能改變施力方向，但在動滑輪拉動繩索一端的
拉力等於負載的一半，可以較省力地牽拉較重負載，是動 滑輪的重要特性。
想想看
動滑輪的設計還會用在哪些地方呢？
71
零件清單 2
4
14
15
19
21
26
x1
x2
x1
x4
x2
x2
x1
27
x3
30
32
33
35
x2
x2
x6
x1
37
38
43
x1
x3
x1
1 2
m
m
30
3
4
m
m 30
×3
72
19
吊 車
m
m
6
70
5
2
33
m
m
33
m
m
1
完成
圖
模型操作影片
73
動 手驗 玩實
做做看，記錄使用定滑輪與動滑輪舉起物品的施力差別。
備註：滑輪組適用重量限制範圍：100g-1000g，如不當使可能會引起之故障或損毀。
試試看，多接上一個動滑輪， 觀察施力的大小會如何改變。
評 自我 Smart Manual 網頁版
量
動手 玩 創意
1
2
3
組裝完成
實驗完成
創作完成
74
20
專 題 製 作 4
綜合前面所學，運用下列模型試著製作一台健身器材。 ( 如：跑步機 )
75
模型 回顧
16. 輸送帶
17. 腳踏車
18. 升降旗桿
19. 吊車
設計 規劃
我的作品照
評 自我
量
1
2
模型設計
模型創作
3 競賽獲勝
76
附錄 - 圖卡 請影印圖片使用。
第 2 課 測距輪
測距輪尺規圖卡，請影印圖片使用。
11
9
10
8
12
7 6
13
( cm )
14
5
15
4 16
3
2
1
第 18 課 升降旗桿
0
18
17
旗幟圖卡，請影印圖片使用。
第 16 課 輸送帶 黏貼處
輸送帶圖卡，請影印圖片使用。 黏貼處
黏貼處
黏貼處
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