任務Task
- 認識官渡之戰。
- 設計和製作一個投石器,並嘗試勝出「投石器比賽」。
注意:在進行投石器活動時必須注意安全,並依從老師指示,以免發射的物體擊中別人致受傷。
官渡之戰與投石車
中國象棋中,黑色一方時有用以「石」為部首的「砲」字。早於春秋戰國時代已出現「砲」字,在古代是專指一種投石器,以徒手或機械拋發石頭攻擊敵人。
官渡之戰是三國時期的「三大戰役」之一,亦是中國歷史上以少勝多的著名戰役之一。公元200年,曹操與袁紹相持於官渡。袁紹大軍以泥土堆起小山,築高櫓,以弓箭俯射曹軍。曹軍後來製作了一種裝有車輪可自由移動的投石車,擊毀了袁軍的櫓樓及戰車。因「投石車」發射時會發出巨響,故又稱「霹靂車」。「霹靂車」令曹軍得以與袁軍抗衡,為曹操爭取時間以發現袁軍的糧倉,最後得以派兵奇襲,擊敗袁紹。
中國象棋
曹操雕像
投石器的運作
在古代,投石器是戰爭中使用的簡單機械。投石器利用了能量可以從一種形式轉換為另一種形式,並可從一個物體轉移至另一個物體的原理來運作。
當你使用投石器投擲物件時,額外的能量會加入其中。這種能量是儲存在橡皮圈或投石器繩子中的勢能。當你把要發射的物體(如石頭)放入桶中,並讓投石器的臂部移動時,儲存的勢能會被釋放並轉化為發射物體的動能,使它能拋射出去。
討論問題
如果曹軍當時未有發明「霹靂車」,官渡之戰的形勢會變成怎樣?三國的歷史又將會如何改寫?
第一部分—設計和製作投石器
1.
在互聯網搜尋製作投石器的方法。列出設計所要的物料。
2.
在以下的空位內繪畫你的設計,並在各部分加上標註。試簡單描述製作投石器的步驟。
第二部分—投石器測試比賽
測試比賽的時候到了!
比賽1Game 1
每組需使用自己的投石器來發射橡皮擦,能夠使橡皮擦飛得最遠的組別獲勝。
你會考慮甚麼因素來增加獲勝機會?
比賽2
每組需使用自己的投石器,並自行決定發射的物體,然後盡可能擊落最多的汽水罐。能夠擊中最多汽水罐的組別獲勝。
你會考慮甚麼因素來增加獲勝機會?
第三部分—評價和改良
3.
你認為哪一組的設計是最好的?寫出他們的設計的兩個優點。
第四部分—進階活動及附加資源
進階活動
為蒙古人設計和製作一座回回砲。
附加資源
編程
你可以在Scratch試玩以下投石器及回回砲遊戲。如果你熟悉編程,也可以自行修改遊戲。
立體打印
如果學校有立體打印機,你可以在我們的網站下載可供立體打印的模型。如果你會使用立體製圖軟件(例如
Blender),更可以設計和製作自己的立體打印模型。