全國中小學科展

國中組

多個三角形的重心連線性質探討

給定任意△ABC及P點,連¯PA 、¯PB 、¯PC,再分別作△PAB、△PBC、△PAC的重心連成P點重心三角形,由此展開研究,推廣至任意n邊形的P點重心n邊形,觀察原n邊形與P點重心n邊形的關聯,發現在平面上移動P點,P點重心n邊形皆全等;接著嘗試透過尺規作圖反推作出原n邊形,探討其存在性及唯一性;進一步地推廣到空間中,作出正四、六、八、十二、二十面體的P點重心多面體,跟隨P點移動時為全等多面體。之後,重複疊作P點重心三、四、五邊形,可得△AkBkCk、四邊形AkBkCkDk、五邊形AkBkCkDkEk(k=1~n),分別作重心G1、G2…Gk,發現P與G1、G2…Gk共線,又當n→∞時,limGn=P。推廣至相異三角形的P點重心三角形,發現會有重複疊作P點重心三角形的延伸性質。

"城市殺手"直下型地震

本研究主要是研究城市直下型地震抗震的方法,並利用自製振動台來測試建築制震器的抗震能力,結果顯示黏滯阻尼器、斜撐式制震器效能較佳,類彈簧式、制震壁式則成效較差,同時亦發現軟弱地層厚度越高,到達共振情形越明顯,對P波、 S波震波實驗結果得知,S波對建築物傷害更甚,岩層實驗結果可知火成岩(安山岩)抗震能力較佳,大理岩則略差,軟弱地層則對震波有放大效果,得知只要建築物在岩盤上,安全性較佳。

晶體聯合國的高峰會議─探討結晶與各種變因的相互關係

本作品所要探討的重點在於研究各種無機化合物與產生晶體的形狀、單晶機率相連關係,以及在各種變因下,探討晶體的生長過程,是否能達到完美的地步。這份研究分為三部分,第一為小小晶體製造廠,第二為近朱者赤,近墨者黑,最後第三則為家規、校規與「晶」規。第一部份主要研究晶體的生長習性,即在各種變因之下,觀察如何影響晶體的生長與厲害程度,我們的變因分為三大項,分別為溫度、雜質與破損,設計實驗來觀察晶體的改變並推論。第二部分以染色為目標,使用不同種類與顏色的染色劑,試著在晶體生長中改變透明晶體之顏色,這個主題純粹以創造、新穎為目的,觀察在何種情況之染色劑下,晶體不旦能達到染色的目的,同時能保持色澤優美晶面完整的狀態。第三部分以研究晶體晶型為目標,分別分類同種元素構成之化合物,再讓其化合物結晶,觀察其生成的晶型是否相同或不同,來瞭解到晶體形狀的相互關係。透過實驗進而瞭解培養晶體時所要注意的變因,以作適度的調整,來達到「心想事成」的地步,為這次實驗的共同目的。

改良滑車實驗驗證 F = m . a 與不同加速度下鋼球擺動週期改變情形研究

理化課中曾提到在小角度擺動下,單擺週期僅與擺長有關,經我們請教老師後得知,原來這個結果是根據 公式而來的。仔細研究一下,在地球表面 g 為定值,所以課本中就給了我們“單擺週期僅與擺長有關”的結論。如果能使單擺沿著重力的方向作加速度運動,則單擺公式將修正為 。於是我們修正傳統滑車實驗,可研究不同垂直加速度環境下鋼球擺動週期改變的情形並驗證牛頓第二運動定律。在此實驗中利用電腦處理數據更結合電腦內部時鐘,以最普遍的現代科技輔助測量時問。

牽一髮動全身—從台北商港的設立探討「人」對大自然的影響

八里與林口的海邊,原有一望無際的銀白色沙灘。 五、六年前台北商港設立築堤以後,美麗的沙灘不見了,家園變色了,沙子又到那裡去了呢?眼見的是洶湧的巨浪以及遍在在海岸邊巨大的礫石。海灘的變化是不是和台北商港的築堤有關呢?我們想出問題的答案?同時了解沙灘的流失,對自然生態產生了那些影響?於是我們組成一個「小探索隊」,利用假期,尋答案去嘍!

地磁和磁力線的探討研究

我們發現,羅盤之所以指向北方,囚其內有磁針,而磁針朝向地磁方向。又將磁針接近鐵粉時,其兩端能吸著鐵粉。於地球上,磁針之一極,永遠朝向北方,另一極朝向南方,係因地球本身為一磁鐵,作為磁鐵之極與地理上之極,大體一致”此為英人 GIlbert ,於 160O 年首先提倡者。然而,究竟地球上,何以能成為巨大之磁鐵。此不祇為研究地磁學之基本問題,亦為人類久已想解之迷。自從十七世紀以來,有不同 學者分別捉出各種理論,例如:(一)強磁鐵永久磁化學說。(二)電磁鐵學說,均難完全說明地磁之經久不滅。近五十年來之板塊學說(大陸飄移),方漸次脫離困惑之深淵。由於我們希望能有更深一層的瞭解,更清楚的觀念,而引起了我們對是些問題探討的興趣。

一波未平,一波又起─探討克拉尼聲圖

藉著自己動手做出產生克拉尼聲圖的裝置,進而觀察及探討在不同條件下所得的結果,最後再加以實驗、數據分析,並歸納結論。一、在不同形狀之金屬板上,以弓摩擦其邊緣,觀察圖形與變化,並作頻譜分析。二、 以鼓皮做為媒介,利用喇叭產生波動,觀察圖形與變化。三、 嘗試在克拉尼聲圖中非節線處(波腹)製造固定點,觀察固定點位置、數目的週期性變化對產生圖形之影響。

泥火山的春天

我們發現泥漿土的比例愈高,發芽率相對的就有變低的趨勢。我們首先推測可能是跟礦物質多寡有關,但實驗結果卻顯示酸鹼度的影響性大於礦物質。我們運用不同種子當作變因,水源(自來水)、溫度陽光(陽台陰涼處)為固定因子,顯示了礦物質多寡對不同種子的發芽率影響性不大。我們運用不同的水源(自來水及硫酸水)當作變因,對相同種子、溫度及陽光(陽台陰涼處)為固定因子,結果顯示酸鹼度對於酸鹼範圍較廣的種子(小白菜)、嗜鹼性種子(金盞花)、嗜酸性種子(桔梗)的發芽率有明顯影響。

揭開冷龍及油炸鬼的秘密

日常生活中隱藏著許多科學原理;如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱,沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流,再傳遞給油體,使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動,此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現: 一、會產生二種不同程度的擾動;第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小,難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式,加熱或加入少許醋酸,會因二氧化碳的產生讓油體擾動,此時油溫均小於60℃。

月球本影運動如何影響日食現象

地球自轉角速率大於月球公轉角速率,易使人認為月球本影在地表是由東向西運動。事實上,月球本影在地表是由西向東運動,而且月球本影在地表的線速率大於地球自轉的切線速率甚多。本研究以天體運動原理建構月球本影在地表之線速率的「簡易關係式」,並以NASA的資料驗證。研究發現:建構的「簡易關係式」能推算月球本影的地表線速率和地球自轉切線速率的關係,和NASA的數據比較,符合度達94.76﹪。此關係式具簡易、準確的特性,可解釋發生最大日全食時,月球本影的地表線速率大於地球自轉的切線速率;和月球本影由西至東穿越地表,以及月球由西至東掩蓋太陽之原因。