全國中小學科展

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國中組

正多邊形母子面積比

此研究是針對正N邊形各邊分點與頂點連線所形成的小正N邊形和原正N邊形的面積比,因商高定理的說明圖形為起源,所以先針對正方形作研究,剛開始我們利用切割法(研究過程中有介紹)找出正方形各邊分點與頂點連線所形成的小正方形和原正方形的面積比,再依同樣的切割法對正三角形、正五邊形、正六邊形作切割找出面積比,過程中有些正N邊形可以用此切割法求出面積比,在文中我們稱此圖形為完美切割,而無法用此切割法求出面積比的正N邊形,我們利用了鋪瓷磚方法和代數法解釋了哪些正N邊形可用此切割法求面積比和無法用切割法的正N邊形面積比公式。

摩擦與運動的研究

物埋弟二冊第六章裏,有關摩擦力的討論,僅針對靜摩擦方面,我們希望對「摩擦和運動體間的關係」做進一步的瞭解,及同狀況下,靜摩擦與動摩擦的比較,囚此請教老師共同研究製作簡便儀器來探討下列問題:(一)運動中的物體和接觸面間的摩擦係數如何求得?(二)物體運動的快慢不同,是否受有不同的摩擦阻力?(三)路上常見各式各樣大小型車的輪子半徑人小是否會有不同的滾動摩擦係數?(四)接觸面種類一定時,不論下壓重量多大,靜摩擦係數,仍不受接觸面積大小的影響嗎?

地球危機─溫室效應研究

哇!怎麼這個冬天如此不寒冷,且顯得有些溫暖呢!這在緯度高之寒帶倒是不必再長期忍受凍至零下好幾十度 C 的滋味,但在我們這溫暖的臺灣沒有酷寒之嚴冬,似乎略有所失,根據全球地表溫度的長期紀綠分折,地球氣溫有逐漸升高之趨勢,此種現象若日漸嚴重,據說將導致海水升高、動植物適應困難、亞洲許多小島沒入大洋中,而我們可愛之台灣島,不僅不能享受地球板塊擠壓摺皺後日益漸隆之高山效果一土地漸增,還會因全球增溫效果導致之海水上漲、土地漸消失之恐懼感。因此到底是什麼因素導致地球溫度升高…。這些問題深切地吸引我們這一群稚嫩孩子的關注,因此我們集體投注心力,分頭尋找,收集資料,研擬設計實驗,希一解心中之謎,也希能藉由我們之關注呼籲,全球一齊來挽救此地球危機─溫室效應,期使賴以生存的地球永遠如此地湛藍、清新、適溫,而富有蓬勃生機與希望。

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!

層出不窮?!

『美麗的幾何圖形,與數字的運算,這之間居然有著奇妙的關係!你相信嗎?』93年9月的科學研習期刊中的這句話吸引了我們的注意。只要在一個正方形的四個頂點處各寫下一個正整數,如1、2、3、4、…然後算出相鄰兩角數字的差,寫在四條邊線的中點,再以四個中點畫一個新的正方形,繼續重複這個程序,最後一定會出現一個四個角數字都相同的正方形。如下圖:

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。

國中化學實驗的研究與改進

本校為基隆市科學研習中心學校之一,參加科學研習時,凡是課木沒有明確說明的部分,或實驗結果不明確,誤差太大的,我們就在老師的指導下,進行研究並加以改進。

似蓮非蓮---以顯微觀察探討印度莕菜的特殊結構、開花規律及不定芽浮沉機?class=

印度莕菜 Nymphoides indica 為睡菜科、莕菜屬的水生植物,台灣早年分佈於中部池塘和湖沼,目前大多僅剩生態池中人工栽培。印度莕菜不定芽的生長過程有浮水型和沉水型兩個階段,先長出浮水型不定芽株,開完花後會因的成長而轉變成沉水型的不定芽株。經由顯微切片的觀察分析,根、莖、葉、花及通氣構造均具有特殊構造。一、根:有不定芽的錐狀根和一般的根,隨著錐狀根的細胞成長,密度變大而成為沉水型不定芽株。二、莖:不定芽株沉水部分和成株浮水部分莖的通氣管道大小及維管束的排列方式均不同。沉水型植物利用莖的成長使葉片能浮出水面。三、葉:氣孔在上表皮,柵狀組織排列會有與氣室及氣孔相連的隙縫,氣室的海綿組織細胞間也有相通的隙縫。四、葉柄:通氣構造利用星狀厚壁細胞及網狀結構的橫隔支撐,使得葉片容易浮出水面。五、花:短花柱型無法自花授粉,花梗會有週期性的曲直反應;內外側細胞因膨壓作用產生明顯彎曲現象。每日近中午時,挺起角度會達到最大。

我真的抓得住你-腳踏車剎車動能能量的轉換

本研究利用腳踏車剎車時的能量,設計製作轉換成電能的裝置,創造一台發電儲電的環保腳踏車。經過多次的改良,我們完成了有效的方法,將腳踏車剎車時的動能轉換成電能,也能輔助剎車系統的剎車效率,達到「綠色能源」、「節能減碳」的目標。現在大家追求節能減碳,能夠一邊騎一邊發電、充電的腳踏車裝置越來越多,但是我們發現市面上這種可以一邊騎一邊發電的腳踏車裝置,其能量主要是我們多費力造成的。而我們的作品是利用腳踏車剎車時本來的動能因摩擦變成熱能所應浪費的能量來進行發電,這樣不但不會比較費力,而且是把本來會浪費的能量收集起來使用或儲存,達到真正節能的效果。我們最後成品『電輪3代』發電盤與摩擦盤合而為一,模組化的型式更有實用價值。

致命的水

從網路新聞中得知,如果長期喝重覆煮沸的水,對身體健康恐會造成不良影響(參考資料一)。主要的原因是自來水裡面的硝酸鹽會因為重覆煮沸而轉變成對身體有害的亞硝酸鹽。為了證明硝酸鹽在煮沸的水中是否容易轉變成亞硝酸鹽,我們自行設計實驗證明之,並利用所學自然科學知識解決生活中所遇到的問題。在研究的方法上,我們利用普通的材料,組裝簡單儀器來測量亞硝酸鹽的生成速率,過程容易操作、且富趣味性。從本研究的結果中,我們瞭解到硝酸鉀在沸騰的水中要轉變成亞硝酸鹽其實沒有想像中容易;另一方面,硝酸鉀溶液照射太陽光反而有助於亞硝酸鉀的生成,推測太陽光中的紫外光可能有助於硝酸鹽轉變成亞硝酸鹽。