全國中小學科展

國中組

彈性碰撞之模擬實驗

於高中物理實驗(PSSC力學實驗10)”二度空間碰撞"中 ,利用物體水平拋射運動之水平位位移以測其水平速度,進而說明兩鋼球於不受外力作用下,碰撞前後之總動量守恆。此實驗對速度之測量及實驗結果之表示,應有良好之效果,惟以實驗儀器之設計太過粗略,因此,對兩物體碰撞後之動量及動能無決作更進一步之探討。

「混」是「膜」王─探討海藻酸鈉及澱粉混和薄膜的特性

本研究旨在探討海藻酸鈉、澱粉及兩者混和成膜的特性,並討論上述薄膜添加氯化鈣進行交聯後對薄膜特性的影響及應用,希望將薄膜進一步應用在生活中。研究發現支鏈澱粉含量多所組成的薄膜,黏性高、易破、厚度最薄;添加澱粉量愈多的薄膜愈硬脆,若提高海藻酸鈉濃度可使膜較為平整柔軟;與氯化鈣交聯成膜則會使薄膜厚度增加、面積縮小;添加澱粉的海藻酸鈣薄膜吸水率提高,3%糯米粉乾粉混合膜的吸水率達99%最高,薄膜乾燥前期的含水率下降速率較快,將此薄膜重複吸水,第一次吸水量最高,之後的吸水量減低且往復吸水、乾燥的速率提高,將薄膜添加水晶寶寶可使吸水量增加製成吸水墊,以期取代目前生鮮食材用的PE淋膜不織布吸水紙,將能更具環保價值。

再見了!蚜蟲

於實際生活情境中發現廚餘液肥會影響蚜蟲的存活,首先對蚜蟲種類及生活習性做探究,接著試驗不同的廚餘化肥菌配方所製造之廚餘液肥對棉蚜的防治效果,發現皆能有效的防治棉蚜。探究蚜蟲可能的致死原因時發現,廚餘液肥對棉蚜的直接致死;而廚餘液肥的氣味對棉蚜的存活並沒有影響;廚餘液肥的酸性物質雖然可能造成蚜蟲的傷害,但應不是主因,推測死因為液肥中含有分解蚜蟲體壁的酵素或可利用菌絲穿透體壁的真菌,另外,菌種配方中所含有的菌株可能本身即可對蚜蟲造成傷害。在實際應用方面,噴灑稀釋100倍的廚餘液肥是屬於經濟又有效的最適濃度,而且只要在棉蚜生活世代內施用一次即可有效的防治棉蚜。以上結果是防治作物害蟲重大的新發現,值得進一步更深入探究廚餘液肥在防治作物害蟲上所扮演的角色。

魔笛機密

本作品在於探討陶笛音階變化的變因,並利用石膏粉根據所推得的原理實作出石膏笛。本研究中,我們了解了影響陶笛音調高低的變因有:(一) 氣切孔面積越大,音調越高。(二) 指孔的面積越大,音調越高。(三) 空腔越大,音調越低。另外也得到了幾個觀念:(一) 指孔開孔的位置不會直接影響音調的高低。(二) 陶笛的音調高低,和指孔開孔的數量無關,只要開孔總面積相同,音調高低即相同。(三) 空腔愈大,開孔要更大才有較大的音調變化,但開孔太大即無法吹出聲音,因此空腔愈大,音域愈小,這也是為什麼市面上的陶笛都小小的原因。(四) 根據空腔大小、氣切孔開孔的面積,可以找到指孔面積與音調的關係,即可實作出一支石膏笛。

颱風與水的漩渦

去年七月二十五日“賽浴瑪”颱風在高雄登陸,一星期後“薇拉”颱風在基隆登陸,使木省南北兩區,遭到了慘重的災害。據報導,“賽洛瑪” 颱風中心,挾雷霆萬鈞之勢通過高雄時,風力最大 16 級( 10 級就能把樹連根拔起),吹襲兩小時,使當地面目全非;塌屋兩萬,沉船 18 艘,高壓輸電鐵塔倒塌 60 多座,電桿折斜七千多支,並吹毀數頁公噸重的貨櫃吊桿起重機等。當時的狀況是:八時三十分前未能感覺颱風的來襲,至八時五十分左右沿海地區,忽然被籠罩在狂颱下,九時止,市區的大樓鷹架幾乎同時被吹掉,呼嘯之聲不絕於耳,九時三分市郊的輸電鐵塔的使後繼倒塌,九時二十分,風力稍息,十五分鐘後,再度肆虐,而捲入狂風暴雨,使天地失色,人車斷絕,把百萬市民帶進白天無水,夜晚無燈之世界。嘉義地區也遭了洪水的災害。台潤每年幾乎都遭颱風的襲擊,而我們對她的知識不多,尤其是威力最大的中心附近旋渦等等。

魚記猶存-觀賞用斑馬魚空間記憶的探討

本研究旨在探討環境對觀賞用斑馬魚(Danio rerio)空間記憶形成的影響。前人研究建構在斑馬魚空間記憶的腦區,或聲音、顏色等刺激對空間記憶的影響;本研究則證實了斑馬魚的記憶學習與環境具關聯性。本研究的原理是利用斑馬魚偏好深水區的天擇特性,加上改良自T字型迷宮的十字型迷宮,觀察訓練兩天後,斑馬魚進入深水區的耗時減少量,以推估空間記憶形成。從迷宮水體溫度及成分兩個向度進行探討,發現:低溫環境有助斑馬魚形成空間記憶。咖啡、酒精及茶有助形成空間記憶;人參、黃耆及菸草則無助於形成空間記憶。此外,本研究更運用自製的制約訓練器,發現空間記憶學習的最佳環境也能促進斑馬魚的制約行為學習,或許能進一步推廣到更多類別的長期記憶。

正多邊形的中心與各邊間向量的關係

愛美乃人之天性,當我們看到正24邊形的各邊與對角線所交織成的幾何圖形,其”外在美”深深吸引著我們,故進一步想探求其”內在美”。在高二唸完向量與複數後,我們利用兩者的幾何性質及三角公式,推想出正多邊形的中心與各邊間向量的關係,因而發現本文中的一些性質。

氣流流經物體表面時的現象研究

在郊區或鐵路旁邊,經常可以看見疾駛而過的汽車、火車後頭揚起一陣灰塵、紙屑、輕質物體… …形成一種淤渦狀的肚觀鏡頭;於是我們進一步觀察,發現其飛揚的情形,隨著車型、車速的不同而千變萬化”那麼,當氣流經過各種不同形狀物體的表面時,是否會產生不同的現象?課餘,凝望四周工廠嬝嬝的飛煙,飄過青山、飛過綠野、越過河川 …… 突然間,我們想到是否可以藉著煙霧來做實驗。因此我們開始著手下列的研究

垂〝懸〞欲『掉』-大氣壓力實驗之探討

此實驗之重點乃在於研究水多寡、蓋片材質或者是瓶口面積大小是否會影響吊重之結果,更進一步的研究因瓶蓋稍微掉落而導致的瓶內體積、壓力之變化是否為其可支撐重量之變因。於是我們首先用C 型夾,讓我們的容器以C 型夾固定,減少人為因素之影響,並採用壓克力片為蓋片。用三種不同瓶口面積,但容積一樣的容器分別以不同水量來做,下面袋子裝砝碼,測量其可支撐之重量變化,實驗結果得到:瓶口面積愈大或水量愈多,可支撐的重量較重。為了解釋瓶子內外壓力差(波以耳定律)是造成撐起水重以及壓克力片的原因,我們另外設計一個自製的壓力計來量測瓶內的壓力變化。在實驗中我們發現到內外壓力差非常微小,但是就足以撐起來整個系統的重量,以理論值來說其液面高度變化是0.02cm,眼睛難以辨識的境界,但是用我們的裝置(S 型管壓力計)可以觀測到其變化,並和理論值有相同的趨勢。

從n維平行體到線形映射的脹縮率

線段可以作為度量線上一切長度之基礎。平行四邊形可以作為度量平面上一切面積之基礎。平行六面體可以作為度量三度空間中一切體積之基礎。