讓學生一快一慢爬樓梯，學習功率與功的差別，和一單位功率的換算。

年級程度：. 五年級～八年級. 領域：. 科學（物理）、數學（ ...  教室中的能量流動 來自食物的能量 能量柯南-探索能量的跡象 熱能探一探 太陽和它的分身-風力/水力 溫度測量 生態系統中的能量運用 食物鏈遊戲 勢能與動能 能源形態變變變 家電使用大搜查 社區能源的使用 消失的能量 功率比一比 食物熱量知多少? 能源故事 能源之煋 煤礦挖!挖!挖! 導電猜謎遊戲 燃燒出光與熱! 風水輪流轉 能量來源對對碰 線路馬戲團 電力哥倆好--電動馬達與發電機 能源分一分 燃料運輸網 加油去 核能想一想 太陽能鍋DIY 能源辯論 能源之煋 行銷能源 能源成本算一算 核廢料的處理 空氣污染黑名單 能源使用的前世今生 帳單讀一讀 讀表高手 聰明開車 能源價格與供需法則 能源觀點 綜合主題活動—能源大調查 能源之煋 能源，別說再見 再生能源?用或不用? 能源工作跟屁蟲 能源的未來 綜合主題活動-能源行動計畫 能源之煋  摘要：讓學生一快一慢爬樓梯，學習功率與功的差別，和一單位功率的換算。

  年級程度： 五年級～八年級 領域： 科學（物理）、數學（算術） 場地： 教室、樓梯 時間： 準備階段：15至30分鐘活動階段：二節50分鐘的課  關鍵字彙： 發電機、馬力、焦耳、牛頓、功率、渦輪、瓦特 主要概念領域： ‧能量的定義 準備工作： 請學生在做活動當天穿運動鞋。

  學習目標‧能夠分辨功與功率的差別；以及‧能夠做功率的換算基本原理：本單元讓學生以實際經驗去解釋功與功率的不同。

 準備教材‧發給學生的爬樓梯計算功與功率影本‧體重計（選用）‧寫字夾板‧尺（碼尺、米尺皆可）‧秒錶、數位錶、或任何有秒針的錶‧燈泡，100瓦的日光燈泡較佳（選用） 背景說明在日常會話中提到能量、力氣時，一般人大概不會聽不懂。

舉例來說，一位老師可能跟另一位老師說，「我昨晚為了備課費了很多力氣，今天課上的很順利，這份力氣總算沒有白費。

」另一位老師絕對可以馬上瞭解。

但是能量和力氣，在科學上是如何定義的呢？能量（energy）通常是指做功的能力，而功（work）是物理學的專有名詞，等同於移動一個物體所需要的力乘以移動距離。

這位老師在晚上準備隔天的課也許可說有在做功，但從定義上來看，功的發生只有在這位老師實際去移動某個物件，比如說動筆去寫他的課程規劃才能算。

要看一個人移動做了多少功，就去測量他所施的力以及移動的距離。

最簡單的方法，就是讓學生去爬樓梯。

爬樓梯時，學生一定要花費足以抵抗重力，所以他施的力就是自己的體重，功的計算就等於學生的體重乘上樓梯的高度。

舉例來說，一名體重550牛頓（N，力的單位）的學生爬高三公尺的樓梯所做的功為：功＝  力x距離    ＝  學生體重x樓梯高度    ＝  550牛頓x3公尺    ＝  1,650焦耳註：牛頓是體重的公制單位，也就是物體的質量（公斤）乘上重力加速度（9.8m/s2）。

學生爬樓梯的水平距離不被計算在內，原因是這個方向的距離不是在抵抗重力。

學生慢慢上樓跟快跑上樓所做的功有不同嗎？答案是沒有，因為功的定義中沒有包含時間元素，也就是不管用多少時間爬完樓梯，做的功都是一樣（因為公式是力乘上距離）。

但是這二個情況的確有所不同。

當學生用跑的上樓時，會比用走的花較少的時間。

換句話說，他的功做得比較快，我們會用另一個名詞來表示，那就是功率。

功率是每單位時間所做的功，或是做功的效率。

公式為：一瓦特等於每秒做一焦耳的功。

瓦特是動力的單位，常用來測量電器，比如燈泡、吹風機、音響喇叭等，是用來描述引擎或學生爬樓梯的輸出功率的最小單位，因此，瓦特的倍數如仟瓦或百萬瓦，也經常被使用。

註：有些國家像美國，除草機或汽車這類的大型機器，會用馬力（horsepower）這個英制單位。

一馬力等於四分之三仟瓦。

（要知道馬力的起源，參考何謂馬力？）切記功率是作功的效率。

見功率表上所列的輸出功率例子。

學生用跑的上樓梯，每秒作了825焦耳的功。

學生在二秒後上一階，共做了1,650焦耳的功。

一名學生以五分之四仟瓦的功率跑上樓梯聽起來很驚人，這跟八個100瓦的電燈泡產生的功率差不多。

不過如果將學生爬樓梯的功率轉化成電力，燈泡只能亮二秒鐘。

更何況，學生也沒有辦法一直維