中一科學｜力與運動、簡單機械備課指引（導師用）｜慣性、摩擦、速度、槓桿、滑輪、斜面

2026-11-13

學生幾乎一定會講「力就是推和拉」，但答不出「為甚麼書本放著不動也有力」。這堂用三個隨手可做的示範和一條速度公式，把力、慣性、摩擦串成一條線，再用槓桿與斜面講清楚機械到底換走了甚麼。

本堂目標　學生能夠：(1) 講出力是推或拉、有方向有大小，並分清接觸力（摩擦力、支持力、拉力）與非接觸力（重力、磁力），指出 5 kg 物體在地球重 50 N（用 g = 10 N/kg），在月球約 8.3 N 但質量仍然是 5 kg；(2) 用速度＝距離÷時間算出 100 m 用 20 秒即 5 m/s（等於 18 km/h），並講出牛頓第一定律：沒有淨力時，靜者恆靜、動者以同一速度直線前進，所以剎車要力、轉彎要力；(3) 用「施力 × 施力臂＝負重 × 負重臂」算出負重 300 N 放在距支點 0.5 m、施力點在 1.5 m 時只需 100 N，並講出斜面把 600 N 重物抬 2 m（做功 1,200 J）改成沿 4 m 斜板推，力只需 300 N，即機械省力但不會省功。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
質量與重量	1 kg 的書在地球有多重？質量和重量有甚麼分別？	答約 10 N、質量不變而重量隨重力改變；把兩者當同一件事即先補這一項
速度的日常感覺	行 100 m 用 20 秒，快還是慢？大約等於幾多 km/h？	答 5 m/s、約 18 km/h；算不出即先補除法與 ×3.6
能量與做功	把一個箱抬高，能量去了哪裡？	答變成重力位能；答「消失了」即要先補能量守恆

02　課堂流程（45 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0-5 分鐘	懸念開場	把書本放在桌上問：它有沒有受力？再放手讓它跌下，問兩次有甚麼不同	分組寫出兩個答案，待核
5-14 分鐘	力是甚麼	講推與拉、方向與大小，分接觸力／非接觸力，計 5 kg 的 50 N 與月球的 8.3 N	填兩欄表：接觸力／非接觸力，各寫兩個例子
14-23 分鐘	慣性與摩擦	示範硬幣落杯（慣性），再推同一本書在桌面與毛巾上，講摩擦力	寫出「為甚麼剎車要力」一句解釋
23-32 分鐘	速度與圖表	用 100 m / 20 s 算 5 m/s 與 18 km/h，讀距離—時間圖的斜度	算兩條速度題，寫出單位
32-41 分鐘	機械換力不換功	講槓桿力矩算 100 N，再講斜面 600 N→300 N 但距離由 2 m 變 4 m	算出 1,200 J，講出「省力不等於省功」
41-45 分鐘	離場檢查	收三題，即場判對／半對／錯	交三題，每題附一句理由

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：第一幕：力是甚麼，重量與質量怎樣分

先讓學生講日常生活中用過力的情況：推門、拉書包、踩單車。把答案寫成兩欄：推／拉。接着講力有兩個要素——方向與大小，所以答「大力啲」不夠，要講「向左 20 N」。再分類：手推、繩拉、地面支持、摩擦都是接觸力；重力與磁力隔空都作用，是非接觸力。呢個分類直接影響畫受力圖：接觸力一定畫在接觸面上，重力一定由重心向下。然後講質量與重量：質量的單位是 kg，是物質多少，去到邊都不變；重量是重力拉你的力，單位 N，用 W = mg，初中取 g = 10 N/kg，所以 5 kg 的書包重 50 N。上到月球 g 約是地球的六分之一，重量變成約 8.3 N，但質量仍然是 5 kg。學生最常把這兩件事混為一談，所以要用同一件物件講兩次。

學生複述：質量不變、重量隨重力變；5 kg 在月球約 8.3 N。

第二幕：第二幕：慣性、摩擦與速度

在杯口放一張卡紙，卡紙上放硬幣，快速彈走卡紙，硬幣直落杯中。學生多數會講「因為慣性」，但講不出慣性是甚麼：沒有淨力時，物件保持原本的運動狀態。所以書本放著不動是因為重力與支持力互相抵消，不是「沒有力」。日常推車要用力是因為有摩擦與空氣阻力；太空船關掉引擎仍以同速直線飛，就是慣性。接着講摩擦：摩擦與運動方向相反，令動能變成熱，好處是行路、煞車、握筆，壞處是磨損與耗能。再用 100 m 用 20 秒的例子算速度＝距離÷時間＝5 m/s，乘 3.6 得 18 km/h，並提醒單位要寫。最後用距離—時間圖：線越斜越快，水平線代表靜止。

學生複述：無淨力就保持原狀態；摩擦力方向與運動相反；速度＝距離÷時間。

第三幕：第三幕：槓桿、滑輪、斜面——省力不省功

講槓桿時不要只講「槓桿省力」，要講力矩平衡：施力 × 施力臂＝負重 × 負重臂。示範用長尺與鉛筆做支點：負重 300 N 放在距支點 0.5 m，手按在 1.5 m 處，只需 100 N，因為 300 × 0.5 = 100 × 1.5。呢條式學生一算就明為甚麼鉗嘴短、手柄長。滑輪分兩種：定滑輪只改方向，力不減；動滑輪負重由兩段繩分擔，力減半但要拉兩倍繩長。斜面最直觀：把 600 N 的箱抬 2 m 要做 1,200 J 的功，改成沿 4 m 斜板推上去，力只需 300 N，但推力走 4 m，功仍然是 1,200 J。所以機械的規律是「省力就費距離」，省不到功——呢句係中三能量守恆的伏筆，今日要種落去。

學生複述：力矩平衡、動滑輪力減半、斜面省力但費距離，功不變。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
單位換算與重量計算	書包質量 5 kg，求它在地球與月球的重置（g 地球 = 10 N/kg，月球約六分之一）。	(1) 寫 W = mg (2) 代入 5 × 10 = 50 N (3) 月球 50 ÷ 6 ≈ 8.3 N (4) 補一句「質量仍是 5 kg」	地球 50 N、月球約 8.3 N，質量 5 kg 不變。
速度計算	運動員 20 秒跑完 100 m，平均速度是多少 m/s？等於多少 km/h？	(1) 寫公式 v = s ÷ t (2) 100 ÷ 20 = 5 m/s (3) × 3.6 得 18 km/h (4) 寫出單位	5 m/s，即 18 km/h。
力矩與機械	負重 300 N 距支點 0.5 m，施力點距支點 1.5 m，最小施力是多少？	(1) 寫施力 × 施力臂 = 負重 × 負重臂 (2) 300 × 0.5 = 150 (3) 150 ÷ 1.5 = 100 N (4) 講出「省力三倍」	100 N，力的倍數是 3。
解釋題	為甚麼斜路越長越省力，但做功一樣？	(1) 講功 = 力 × 沿力方向的距離 (2) 抬高 2 m 的功固定 1,200 J (3) 斜板越長，力越小而距離越大 (4) 結論：省力費距離	因為功等於力乘距離，距離拉長則力下降，乘積不變。

合理性檢查（一定要教）：合理性檢查：5 kg 用 g = 10 得 50 N，若答 5 N 即忘了乘 g；月球重量約 8.3 N 而質量仍是 5 kg，答「月球上質量變輕」即概念錯；100 ÷ 20 = 5 m/s，答 2,000 m/s 即除錯方向；5 × 3.6 = 18 km/h，答 1.8 即小數位錯；力矩 300 × 0.5 = 150 N·m，除以 1.5 m 得 100 N，答案不可能大於 300 N；斜面 600 N × 2 m = 1,200 J，沿 4 m 推則 300 N，若答「斜面令功減少」即違反能量守恆。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
2 kg 的啞鈴在地球有多重？（g = 10 N/kg）	2 × 10 = 20 N。	有否乘 g；單位是否 N 而不是 kg
單車 10 秒行 60 m，平均速度多少 m/s？	60 ÷ 10 = 6 m/s（約 21.6 km/h）。	有否用大數除以小數；有否漏單位
負重 400 N 距支點 0.4 m，施力臂 1.6 m，求施力	400 × 0.4 = 160；160 ÷ 1.6 = 100 N。	力矩兩邊有否對調；答案有否大於負重

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
把質量與重量當同一件事	「月球上重力細，所以質量都細咗。」	講：「質量係物質幾多，5 kg 去到月球都係 5 kg；變嘅係重量，由 50 N 變約 8.3 N，因為 g 變細。」
以為靜止就沒有力	「本書放喺枱上冇力，所以唔動。」	講：「佢受兩個力：重力 50 N 向下、支持力 50 N 向上，互相抵消，淨力係零，所以保持靜止。」
省力當成省功	「用斜板推上去會慳力又慳功。」	講：「抬 2 m 要做 1,200 J，沿 4 m 斜板推只出 300 N，但要走 4 m，300 × 4 都係 1,200 J。省力就要行遠啲，功唔會少。」
速度單位亂寫	「佢速度係 5。」	講：「5 係數字，唔係答案。要寫 5 m/s，或者 18 km/h；冇單位嘅答案當錯。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

科學索引：重做本課練習第 1 至 3 題，並畫出書本靜止時的受力圖　本課練習 1-3
科學索引：用 150 字答「為甚麼斜路比直梯省力，但兩者做功相同」，須寫出 1,200 J 的計算　本課第三幕

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
5 kg 的物件在地球與月球重量各是多少？	地球 50 N，月球約 8.3 N；質量兩地都是 5 kg。	答「月球 8.3 kg」即混淆質量與重量
靜止的書本有沒有受力？	有，重力向下、支持力向上，大小相等抵消，淨力為零。	答「沒有力」即未清慣性
機械省力時，還有甚麼不會省？	功不會省，距離會變長。	只答「省力」即未講出代價

09　導師常問

這章適合哪一年？

中一。中三講能量與功率時會直接用這一章的力矩與斜面計算，中四物理再換成向量與牛頓第二定律。

45 分鐘夠講三段嗎？

夠。每幕 9 至 10 分鐘，示範只用硬幣、卡紙、長尺、鉛筆；計算只做一條速度、一條力矩，其餘留家課。

有無跨科連結？

有。數學科的比例與單位換算、設計與科技科的槓桿與結構可直接對接；體育科的起跑與煞車亦是現成例子。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。