全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

國中組

水土比一比

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流,透過實地考察與資料收集,瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係,與模擬「發生部表土狀態」,觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現,當土壤含水量越達飽和時,此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷,發生部崩塌坡度也大,較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和,黏滯性下降,大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降,表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。

鉛錘擺連

自然課時,利用單擺的規律性與等時性,觀察其擺動情形,了解週期與頻率。我們在單擺的下方,放置磁鐵,觀察擺動情形是否會改變。 我們發現鉛錘擺動呈現螺旋狀,因擺角不同而產生不同的軌跡;我們進行錄影及量測後,雖然擺角不同時,量測的週期均接近2秒,符合週期公式T=2π×√L/g 。利用Tracker軟體進行質點的量測,發現速度、加速度及動能會產生規律變化;再者,運動軌跡均不會通過磁鐵中心,每次週期之路徑會構成平滑曲線。將磁鐵等距放置於單擺四周,當距離越近時,擺角越大,路徑的偏轉越明顯,且與一個磁鐵,擺角7度與10度時,所形成之圖形類似。 由此可知,磁鐵會影響單擺的運動軌跡,但不會影響其單擺週期。

小車位大學問

首先,我們上網找尋相關資料以及必備知識。如:汽車規格、阿克曼原理。其次,我們查出一些公用停車格大小及規劃方式,並利用所得資料,適當取值,作為初始值。接著考慮以最小迴轉半徑,一次轉彎,利用 GSP 繪圖程式及計算機求出各種類型停車格所需的最小車道寬。最後,以研究出的相關資料得出停車位規劃圖各種可能的計算式,利用 Visual Basic 6.0 寫出程式得出初步停車位規劃圖。

你家被風吹倒了?!-探討風對不同建築物的影響情形

首先以風洞實驗器固定風速、風源位置,測定建築物質量與受風面面積的關係。其次採用攝影機攝影風吹襲不同形體之建築模型,以慢速播放來觀察模型的振動情形;並利用乾冰、色光照射,佐以攝影播放觀察建築物周遭氣流之流動情形,求取氣流方程式。最後利用上述方法,測定風對不同複合式建築物之振動及氣流流動變化情形的影響。實驗發現建築本體愈重時,風影響其振動頻率也就愈小,這是因建築物受到地球引力愈大,風要吹動建築物所需的作用力也愈大。而建築物雖受風面面積一樣,但若受風吹襲的方位不同,仍會造成建築本體振動頻率相當大的差異,這將造成居住在其中的人感到不舒服及不安。實驗中並發現以另一棟建築相組合(複合式建築)可有效降低振動頻率:若多棟建築地基連結在一起,則抓地力愈大,穩定度愈高;或當多棟建築本體利用連結建築連接在一起,則加起來之總質量遠大於單棟建築物之質量,因此風造成振動頻率就變小了。故整體而言,附加建築是降低風影響建築物振動的好方法。

給未來一個呼吸空間─遠距動畫式二氧化碳與煙霧警報器

本研究探討自製溫室煙霧模型箱中,觀察不同濃度二氧化碳以及煙霧量與溫度之關係,透過S4A軟體所顯示的電壓值,配合感測元件測得在不同氣體濃度中的輸出電壓,製作動畫式二氧化碳與煙霧警報器進行遠端監控,並結合手機應用程式達成即時監測的目的。透過實驗,我們獲得以下結果: 1. 當二氧化碳濃度升高時,模型箱內的溫度會隨之升高,此時二氧化碳偵測元件(MG811)電壓值則會出現下降情形。 2. 當煙霧濃度增加,煙霧偵測元件的電壓值會上升,且在加溫過程中,其溫度上升較無煙霧更明顯快速。 3. 透過電腦軟體S4A將實驗過程數位化、動畫化與遠距化。 4. 將研究結果連結手機應用程式,透過藍芽傳至手機,使偵測數值以動畫式呈現於手機,並能夠進行遠距即時偵測。

粒“力”皆辛苦~探討顆粒長短對擊球的影響

因為在桌球課堂中,發現同學們準備的不同桌球拍影響了球的彈跳軌跡,因而引起我們想要一探究竟的好奇心。在考量經費有限及架設的需求,動手自行設計發球機,運用實驗室器材設計固定板及自由釋放裝置以利穩定發射。並藉由改變兩側輪胎轉速差來製造穩定直球及旋球。透過噴覆石墨噴漆使乒乓球及拍顆粒面具有導電性,進行錄音取得接觸時間,同時搭配慢動作錄影分析速度來分析不同長短拍面對球的彈跳影響。發現,高速球之下各拍面與球的接觸時間有明顯差異,且其下方的海綿厚度影響頗大。斜向入射時,反彈後角度較入射前減少,且長顆粒拍面的反射軌跡改變最大。更在右旋球垂直向下時,展現出馬格努斯效應。讓我們對於各種拍面有了基本認知。

自力造屋

我們觀察海洋生物的甲殼構造,發現許多甲殼有許多空隙,進而研究這個問題。一個柱體的承載重量大小,由壓力等於重量除以表面積可得知,柱體透過製造空隙使得「縱面」能支撐較大的力量,「橫面」也因為表面積的擴大而可以支撐更多重量,也可以與重量向下壓所造成彎曲變形的的力量相抗衡;半徑加大,深度加長為擴大表面積。希望經過我們這一項研究,能將建材減少到最低,讓柱子承載更大的重量,讓小小的柱子創造奇蹟。

光知道你「濃」我「濃」

本研究將探討不同波長的光線在水中的吸收現象。因為不同波長的光在水中行走後強度會有不同程度的衰減。為了要模擬不同深度的水深,本研究使用兩片相互平行的平面鏡放入裝滿水的玻璃缸兩側,讓藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中進行多重反射。最後再量測藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中行走的距離與最後出射光的強度。經實驗結果發現藍、綠、紅雷射光在水中走固定距離之後,藍光的衰減最少,紅光衰減最大。此外,這套實驗裝置還可以擴大應用來量測稀薄液體的濃度,使用多次的反射來增加光行走的距離,可增加稀薄溶質吸收光線的能力。實驗結果顯示使用此多次反射吸收裝置可以量出0.05 wt%糖、0.05 wt%鹽以及0.00004 wt%亞甲藍的濃度。

錐體的堆積與切割

第一冊習作介紹了 N2 = 1 + 2 + 3 + 4 … + N + ( N - 1 )+ … + 3 + 2 + 1 ,老師藉由圖形面積法,幫助我們更了解其原由,引發我們繼續研究的興趣。

實驗室處理金屬離子廢水的方法再研發——再造保麗龍的第二個春天

本實驗先尋求將廢棄保麗龍再製為陽離子交換樹脂(本實驗稱”保麗龍膠”)的方法。將保麗龍依:丙酮溶解→硬化→打碎→與濃硫酸共煮三小時→浸於50%硫酸溶液中→沖洗→以水浸泡的流程,即可達再造的目的。再利用「碘滴定法」(浸泡式)與「相對電壓檢測法」(流動式),依次尋求保麗龍膠吸附金屬離子的最佳條件。其中「碘滴定法」可有效測出銅離子濃度,但手續繁瑣;「相對電壓檢測法」最大的好處是知道保麗龍膠何時吸附達飽和必須再生。 我們目前所知,要保麗龍膠達到吸附陽離子的最佳效能,其條件依次為:使用細粒的保麗龍膠;低濃度的金屬離子溶液;質量愈大的保麗龍膠;低溫下較慢的金屬廢水流速及pH 值約為4.30的銅離子廢水;鈉型的保麗龍膠吸附效能優於氫型。保麗龍膠對不同金屬離子亦有吸附力,單位體積所含離子數愈少,初始的相對電壓會愈高;在相同莫耳濃度下,不同離子的吸附力依次為Cr3+>Fe3+>Ni2+>Cu2+>Co2+;分次吸附確可將金屬離子完全去除;保麗龍膠可以再生也可被覆在砂粒上達到不錯的吸附效能;最後,我們將吸附過金屬離子的保麗龍廢膠與硫酸鈣、紙漿及些許的石灰(質量依序為13克、13 克、7 克、0.04 克)混合,可製成類似紙黏土,做成造型磁鐵,廢物利用十分有趣。