全國中小學科展

國小組

兩數相加、相減等於這兩數相乘的研究

本校所舉辦自然科學有獎徵答第三次題目是:兩數目加等於這兩數相乘,即甲+乙=甲 × 乙,任寫三個,第五次題目是:兩數相減等於這兩數相乘,即甲一乙=甲 × 乙,任寫三個,我們把答對的答案 加以整理、發現答案各有很多種,我們想能不能就答案中找出解題的簡便法,於是在研習活動中我們在老師的指導下,尋找解決方法:

什麼東西隔音效果最好

去年哥哥參加聯考時,每天都很用功地做功課,他在做功課時,總是把耳機套在頭上,奇怪!哥哥怎麼一邊做功課,一邊聽音樂呢?仔細一看,他的耳機並沒接在錄音機上,哥哥告訴我說:「他並不在聽音樂,掛耳機是為了防止外來的雜音。」他把耳機拿下來,我看到耳機裡面塾了一塊厚厚的泡綿,我說:這泡綿做什麼的?哥哥說:這可以加強隔音的效果,我覺得很好玩,找了很多質地不同,厚度不一樣的東西,剪成橢圓形,分別遮住兩邊耳朵,果然有些束西隔音效果很好,有些東西效果很差,但是沒有辦法很正確的分別效果的好壞,所以我們就作了「什麼東西隔音效果最好」的實驗。

鞋子修補 DIY-吸震與防滑鞋的改良測試

每次下雨,總會看到許多同學在川堂上滑倒。為了減少這種現象發生,我們自行設計「吸震」與「防滑」實驗平台,並蒐集破舊鞋子,進行「鞋墊」與「鞋底」的改良。實驗結果發現以「聚丙烯」(地毯)材質作成的鞋墊吸震效果最好。此外,為了增強鞋墊的吸震效果,我們運用軟塑膠及小氣球等材料,設計了具有氣囊效果的鞋墊,發現吸震效果比舊鞋好很多。在防滑鞋底的部份,我們發現「EVA」材質(露營用地墊)的防滑效果最好。為了簡便製作防滑鞋底,我們探究不同形狀、面積及位置的鞋底設計的防滑效果,發現最佳的防滑貼片大小以 1/4 比例鞋底面積、形狀為三角形的貼片,並貼在「鞋底中上段」所產生的摩擦力最大。最後,我們進行研究樣品效果的測試,在「乾燥」、「加水」及「加油」等三種不同情況的地板及磨石子與塑膠等不同材質的溜滑梯上,進行防滑貼片與舊鞋的摩擦力比較。發現加上防滑貼片的鞋子摩擦力較大,可見這種防滑貼片有防滑的效能!再從成本效益的角度來看,我們設計的吸震鞋墊平均單價一?為 22 元,防滑貼片一片也只需 2 元,這種既經濟又實用的設計發現,值得大家多多採用!

十根火柴棒的數學遊戲

上學期老師要我們帶火柴棒到學校,做10以內的加減演算,並且告訴我們火柴的危險性,要全班小朋友特別小心。正巧一連幾天,外面都下著雨,下課時我們都不能跑到寬闊的操場去做遊戲。一些同學便把火柴盒拿出來當積木玩,或把火柴棒取出排加減的遊戲,越玩越覺得好玩,有意思,我們也都很注意不敢把火柴棒擦出火來。

二氧化碳難溶於水嗎?

本研究是去年科展評審教授提出「二氧化碳難溶於水嗎?」引發動機而進行研究。第二十五屆全國科展雖有類似研究作品,但我不太瞭解裡面實驗過程,於是設計一組排水集氣裝置當檢測工具,並利用純度較高二氧化碳實驗,因實驗器材較細緻,研究結果應較為客觀。過程先觀察蒸餾水通入二氧化碳前後pH值變化,發現二氧化碳在水中只是一部分溶解,並非立刻完全溶解。再利用檢測工具探討二氧化碳在不同條件溶液的溶解量,發現溫度高低、鹽水濃度、不同pH值酸鹼溶液等對二氧化碳溶解量有影響。最後探討試管頂端殘留氣體,推論二氧化碳鋼瓶裡除二氧化碳外,似乎夾雜少量其他氣體。使用60天收集試管頂端殘留氣體,經檢測發現是氮氣的可能性比較大。

美麗新住民-野生孔雀魚的研究

野生孔雀魚是外來魚種,目前已經成為台灣水域中的新住民。雄魚成長過程中體型與體色的許多變化會透過遺傳保留下來。孔雀魚以卵胎生方式生殖,無明顯繁殖期,當水溫低時,帄均生產週期較長。每一胎小魚的公母比例會隨著水溫而有變化。水溫高,公魚的出生比例就較高。其次,孔雀魚會因環境污染產生畸形魚,若移到在正常環境下飼養並不會將畸形的體態遺傳給下一代,已經畸形的魚也不會恢復正常。野生孔雀魚有越冬的問題,冬天太低溫就會大量死亡,必須尋找熱源過冬,我們發現牠們會群聚在家庭或工業廢水排放區、溫泉區附近等較溫暖的區域,因此族群生活的水域和數量都變小,若加上無法生活在流速較急的河段、大肚魚的競爭和環境污染,造成牠們在台灣各地呈現點狀不連續的分布。

大自然的魔彈射手--非洲鳳仙花果實的研究

我對非洲鳳仙花果實成熟後會爆開,把裡面的種子彈出來,覺得很好奇,因此研究它的果實。從暑假開始觀察植物的生長情形,到各處採集果實,也在家裡種了許多非洲鳳仙花,然後做了很多實驗和觀察,包括果實外形的觀察、果實如何破裂、果實如何彈射種子、果實的細部構造切片觀察、果實彈力的量測等。經過這些實驗和觀察,我發現許多圖書和百科全書中都沒有提到的事,例如果實有一條破裂線的存在、果實小的時候先下垂要破裂前再上舉、果實長大後密度會變小、果實內外層細胞構造不同、果實破裂會由尖端捲起再把種子彈射出去、果實只花0.002秒就會捲起等,這個研究讓我知道了好多非洲鳳仙花的大秘密和它有多聰明。

後山坡的天才兇手-蟻獅的研究

學校後山坡是一大片沙地,每到晴天就有許多圓洞洞,有大,有小,排列美麗,但下雨天就沒有了,真奇怪,有一天老師帶我們去後山坡,把圓洞邊的沙都挖起來,結果裡面有一種小蟲,老師說它叫蟻獅是蛟的幼蟲,我覺得很奇怪,蟻獅為什麼要生活在黃沙裡?別的地方有沒有?它生活在沙裡怎麼行動?怎麼生活?怎麼覓食呢?這裡面一定有天大的秘密,便下決心研究。

多「彩」多「滋」的畫糖人

看民俗技藝師傅「畫糖人」而引發了研究畫糖人的興趣,首先是認識糖的組成元素是碳、氫、氧,糖是碳水化合物。再探討糖的基本性質:糖的溶解量隨水溫升高而增多;糖量越多,糖水的沸點越高;糖水是中性的;白砂糖的熔點約 175.7℃;當白砂糖水加熱變成透明淺黃色液體時,就是雙醣分解成單醣的時候,也就是「糖煮熟」。最後研究如何成功製作畫糖人:發現糖煮熟了就能成功的製作畫糖人,而且以糖水加熱到透明淺茶色時,所做的畫糖人最像師傅的作品。畫糖人在金屬材質的桌板上較快凝固成型而且容易剝離。純度越高的糖(雙醣),所做出來的成品越晶瑩剔透。單醣(葡萄糖、果糖)無法製作畫糖人。先將糖煮熟,再加粉末添加物,或是用果汁取代水來煮糖,可以做出不同口味的「畫糖人」,創造出在市面上不曾出現過的畫糖人口味,這結果可推廣到市面上,讓「畫糖人」的世界更多「彩」多「滋」。

『彈』何容易!-探討溫度及濕度對乒乓球拍拍面彈性的影響

本組利用自製的「彈性測試裝置」,探討溫度、濕度對乒乓球拍拍面彈性的影響。經實驗後發現,正膠或反膠拍面的彈性都會受環境中的溫、濕度影響。其簡述如下:環境中的溫度越高,拍面彈性越佳;溫度越低,拍面彈性越差。濕度越低,拍面彈性越佳;濕度越高,拍面彈性越差。而且:一、正膠(長顆粒)拍面在溫度20℃-25℃、濕度55%-65%時彈性變化最大。二、正膠(短顆粒)拍面在溫度15℃-20℃、濕度70%-75%時彈性變化最大。三、反膠(平面)拍面之彈性緩和的隨溫度升高而變佳;隨濕度增加而變差。台灣地區年均溫約24℃,相對溼度約70%~85%,影響彈性最大的溫度及濕度範圍正好皆落於此區塊,因此,在台灣地區進行的桌球比賽應特別注意溫度及濕度對桌球拍拍面彈性的影響。