全國中小學科展

國中組

芳賀第二定理的延伸及其形成線段數值的數字變化方式

由芳賀和夫所提出的「芳賀第二定理」做延伸,求出當DF數值為√2-1時,G點和A點將會重合。接著,求出當G點在AB上時,FA+AG、GH、HB、四邊形AGJF、△GHJ、四邊形HBCJ的一般式和AG:GH:HB的比例式;以及當G點在AD上時,GF、GA+AH、HB、△GJF、四邊形AHJG、四邊形HBCJ的一般式和AG:AH:HB的比例式。最後,利用線段的一般式求出數值後,分別以n/2、n/3、n/4、……、n/m (m和n為正整數且n<m)為一組,觀察數值中分母和分子數字的變化方式並証明。(參考圖請見圖2)

蝴蝶飛行的探討

在校園中,看到一群群的蝴蝶輕盈飛行再仔細觀察時發現,蝴蝶起落都那麼簡易,不禁感到納悶。於是,對於大自然的飛行員興起了好奇心,與老師討論後,決定對蝴蝶的飛行做進一步的實驗與探討。

幾合作圖探討

在國中數學第五冊中,提到了一些平面幾何作圖,並證明。我們不知道這些作圖法是如何經過一些思維推理的程序而得到的。今欲就此方面作一番探討。

瘋狗狂飆、嘯傲江湖

放假到海邊戲水,看到波浪由遠至近湧來,在遠方看來風平浪靜,一到岸邊卻變成一公尺高的浪,並激起許多美麗的浪花。為何海浪能在數秒內捲成大浪,令我們百思不得其解。又常見報紙報導,海底地震後,常有海嘯隨後跟至,造成重大傷亡。而臺灣的東北角,在冬季時,常由平靜的海面上,突然捲起致命的瘋狗浪,令人防不勝防。這些現象,使我們對海洋的奧秘愈來愈感到好奇,於是興起研究波浪的念頭,來滿足我們的好奇心。

「橋」遍全世界

橋樑功用在於接續兩地空間。本次探討橋樑力學並分析各橋樑特性:樑橋可隨地形彎曲、建造容易,故適作為長路徑陸橋,其橋墩須承受橋面的載重,故橋面易變形、斷裂、吊橋纜索屬弦垂型,受力成弧線、安全性低,但易於山谷架設,為增加安全性可採直線型鋼纜並將底索張力大於主索、斜張橋、拱橋相較於吊橋、斜張橋,其結構可減輕橋墩受力,故適用於鬆軟地基,斜張橋其纜索可減少橋墩受力,且建造成本低,故適用於長跨程的橋樑、拱橋受力時可使切塊更加緊密,故適用於土質鬆軟、不易維修區域(如峽谷),但因所負載的重量易傳至兩側,故需架設墩台於拱橋兩端以承受拱橋的水平推力,增加其最大載重量與耐用性可採圓形設並將纜索和拱橋結合(如下圖)。

浮沈子與擴散

理化課本 6 - 3 , 6 - 4 提供了簡易的實驗來說明擴散運動。但我們也從觀察中發現了下列疑惑:(一)紫紅色的KMnO4溶液加入水中,究竟是由於重力(密度大)下沈擾動而擴散,還是由於分子的「布朗運動」而自由擴散?我曾把KMnO4置於下層,再緩緩加入水,結果隔了一天仍無法擴散完全。這和以課本作法所得時間相去太遠。(二)有很多果汁使用前必須搖一搖,足見溶液梯度可存在甚久,不易擴散(三)當KMnO4變淡是否代表擴散之終點?擴散速率如何去定量和比較?(四)當鹽溶液為無色時,有無簡易的方法可觀察並定量擴散現象?(五)液體的擴散機制和氣體擴散有何異同?為何跌打膏藥溶劑的選擇非常重要? \r 我決定利用本校學長所發展出一系列的分析方法,設計適合的實驗器材,以解答心中的疑惑。

抽煙有害健康的又一證明---維他命 C 與抽煙之關係研究

本研究是探討抽煙對維他命C 的影響,應用國二自然課「酸鹼中和」單元中,「酸鹼滴定」的實驗,測定抽煙前後溶液中維他命C 的變化,印證抽煙者體內維他命C 的含量會降低,會導致身體的病變,進而提醒大家遠離煙害。

生命會自尋出路 –成長的奇蹟

從現在開始,控制植物根部的生長,不再是一件不可能的事。我們花了二年的時間證實這個事實,希望這個發現能夠讓這個世界變的更多采多姿,是我們進行這個研究的心得與心願。因為從事盆栽或園藝造景的人,只是控制植物莖部的生長,就能創造出一個新天地,如果再知道控制植物根部生長的方法,將會讓這個世界變的不一樣。我們進行的研究主要是對植物的根進行控制生長的實驗,隨著植物的成長,觀察並且紀錄植物的根、莖、葉、花的生長情形。最後我們得到令人振奮的研究結果;植物根部的生長型態與生長方向是可以被控制的,而且,適當的控制植物根部的生長,並不會影響莖、葉、花的生長。這個結果讓我們體會到生命的成長就是一種奇蹟,且會自尋出路。

「無線」喜悅

在一次校內科學研習中,欣賞了去年學長的科展作品,其中一件做重力加速度的測量法,用二條線把鐵球和複擺連接,再用磁鐵吸住一塊軟鐵,上下把二條線壓住,關掉電磁鐵電源開關,使鐵球和複擺同時動作,因"有線"故,在操作過程中,發現諸多缺失,我們如果能無線,不知有多好,因此我們再努力研究,精益求精,並應用其原理在其他相關的測量上,於是我們便做了下面系列的研究。

食紙大動~校園垃圾達人秀

校園垃圾何其多,我們作品中已成功且積極呈現處理校園三大垃圾的成果:廢紙自製手抄再生紙並結合紙藝做出愛的小書、壓花卡片、酸鹼試紙。廚餘做成可以吃的紙及有機肥、落葉結合手抄再生紙做成藝術卡片及有機肥。木棉花等做成木棉花紙、試紙…,幾乎所有的紙漿廢水經過測試均對植物生長無害,確實達成廢棄物再利用、節能環保的終極任務。