全國中小學科展

國小組

驚爆骰子樂之吹牛大王

我們原本只是要研究「吹牛」這個遊戲,希望藉此了解每一個數字出現的機率,到底20顆骰子要喊到幾顆以內才是絕對安全的範圍,又何時「抓」可以十拿九穩的捉到對手吹牛,進而提高我們的獲勝機會,於是我們開始分析規則。 一開始我們先了解遊戲規則,並實際進行活動,以便接下來的分析。首先針對通用點「一點」的設計進行分析,發現此一設計使遊戲更多變、更好玩的,而且「一點」出現的多寡對遊戲的難度相對的提高了;此外,在遊戲中可能出現幾個「一點」進行分析,在分析個過程中,發現了一些規律性,這些規律性除了基本的排列組合外,其中竟然隱藏著一個有趣的數字三角形---「巴斯卡三角形」,這是我們始料未及的。 剛開始我們運用計算機協助計算,配合「巴斯卡三角形」進行機率的分析,為了讓分析更容易,我們進一步運用Excel軟體來比較機率出現的高低,最後發現其實運用骰子( 1/ 6 )的機率,再配合別人喊的數字與顆數作為依據,即可進行歸納出最基本又容易的判斷了。

心『慌蟻』亂

藉由校園常見的香草植物來進行區以實驗,利用課堂上學過的化學萃取法和香草汁液的特性分析,探討壓榨浸泡法、酒精萃取法和加熱煮沸法所取得的5%、10%、20%濃度的萃取液其驅蟻功效。實驗結果:1.香草植物汁液為酸性,濃度愈高氣味愈重的汁液其驅蚊效果愈佳,但時效不長。2.採用直接噴灑法會對黑頭慌蟻造成致死,尤其是酒精萃取法20%濃度的薄荷、尤加利、羅勒、薰衣草,一小時內達到95%~100%的速效致死率。3.純精油自然揮發法:僅使用5 滴測試時間20 分鐘,24 小時後致死率竟高達85%~100%。4.稀釋塗抹法:濃度愈高,防蟻時效愈長,薄荷、薰衣草、百里香、檸檬香茅精油優於其他組。依據實驗結果製作環保產品,如乳霜、香皂、香水、貼片……等,可應用在螞蟻出沒的地方。

生態池大考驗:各類污染源對水芙蓉之影響

我們從校園生態池出發,觀察水污染情形產生的問題並進行設計和研究。最主要目的在探討每日同學們所產生的各類污染源對生態池是否造成任何影響;所採用的樣本是生態池中種植最多的水芙蓉。研究的最主要發現是:洗碗精和洗衣粉對水芙蓉影響是最大的;其次是各類的肥皂。然而,天然肥皂和市售一般肥皂對水芙蓉的影響上沒有任何明顯的差異,原因可以進一步的探討。以天然池水和自來水做為對照組,可以發現相較於其它污染源,二者對水芙蓉成長沒有負面的影響。我們希望提供我們的研究結果給學校參考,也希望大家注意到使用這些清潔劑時,應有的態度和所需注意到的問題。

?親愛的,誰讓你長高了??(如何證明空氣中氧氣的含量)

經過多次親自實驗發現與文獻資料中利用「悶熄蠟燭」實驗證明「氧氣約占空氣的21﹪(約1/4.76)」有所出入,因為從「悶熄蠟燭」的多次實驗中顯示水位會急速上升,發現利用蠟燭使「水位上升體積」與「空氣中消耗氧氣體積」誤差頗大,更遑論「悶熄蠟燭」可支持「氧氣約占空氣21﹪(約1/4.76)」理論!所以針對:蠟燭數量多寡、火焰大小、空氣膨脹…等因素一一探討,抽絲剝繭找出「悶熄蠟燭」的誤差究竟在那兒?有鑒於「悶熄蠟燭」實驗方式是不準確,因此我們更進一步研發另一新方式,顯示出「水位上升體積=空氣中消耗氧氣體積」,證明「氧氣約占空氣的21﹪」理論。

「鈉」「纖」粘,我們一起喝的果汁

塑化劑風暴使大家對食品添加物感到恐慌,在常見的果汁添加物中,「羧甲基纖維素鈉」令我們感到好奇。我們從網路蒐集資料,進行溶解及自製粘度計測試,對果汁添加羧甲基纖維素鈉的原因提出假設與實驗:包含會改變其它添加物的溶解量嗎?會影響果汁分離、褐變及保存嗎?並嘗試利用硫酸銅水溶液檢測市售果汁所含的羧甲基纖維素鈉;最後探討羧甲基纖維素鈉是否會影響生物(植物)生長。研究結果發現:添加羧甲基纖維素鈉,可以增加果汁的粘稠度及糖溶解量、延緩分離;羧甲基纖維素鈉的『保水』性,能加速黃豆、綠豆發芽,有助空心菜成長。我們期許未來能找出有效檢測羧甲基纖維素鈉的方法。

挑戰爺爺的戰鬥陀螺

我們參加學校的活動中,對陀螺產生了興趣。在老師的指導下,從事了各種不同的實驗。在實驗中,我們發現了不同的操縱變因,會對陀螺的轉動產生影響;也發現了,當陀螺在轉動時,會產生一股力量,使小白球、衛生紙條、煙霧等繞著陀螺運動。

動「池」凍「池」--水果電池

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素,如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果:一、當電解液的濃度或溫度增加,電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時,電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類,實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池,可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠,找到的銅箔基板廢料當正電極,廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極,製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率,單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW),串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW),若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW),另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉,因此,簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

你有多「混」,我知道

本研究主要在探討如何測量水的混濁度,從文獻中知道,測量混濁度的方法大多利用沙奇盤(Secchi Disk)或量筒法。這二種方法對我們來說都有不方便的地方,因此我們利用廢棄計算機上的太陽能光電池研發出一個測量溶液混濁度的工具。我們自己稱它為『光電池法』,它排除目視測量的不客觀,測出的數值我們自己稱它為 VTU(Volt Turbidity Units),VTU 越低,混濁度越高;反之,越低。我們也探討影響溶液混濁度的因素有『濃度』、『顏色』及『溶質顆粒大小』。最後利用『光電池法』測量新店溪及淡水河的混濁度,發現新店溪下游的水最混濁,其混濁程度相當於 0.5~0.6g 的麵粉溶於 500 cc 的水中。

叮叮咚咚音樂秀

五年級時學過「製作玩具樂器」單元,對於樂器科學原理有了初步的認識。在平時,也可以看到一些玻璃杯音樂的表演,我們不禁好奇:為何可以隨手拿著一個玻璃杯便進行音樂演奏?因此以一連串的研究,仔細探究原因。我們將蒐集來的玻璃杯,利用調音器及量筒調整杯中溶液的量,以瞭解在各種情形下敲擊玻璃杯聲音所發出聲音的高低情形。研究結果發現:「重量」是決定音高的最主要關鍵。欲使音高變化一個二度,則:玻璃杯中的「水位高度」、「水量」或玻璃杯和液體的「重量」之變化達到「音程」的比例。利用這個結果,可以隨手拿起一個杯子,利用簡單的量筒及磅秤加以調音,玻璃杯就成為成為一種有趣的簡單樂器了。

看誰的吸管飛最遠--簡易飛機改造

飛行是門兒很奇妙的學問,它牽涉到力、氣流、飛行器的構造等因素。在這次的科展中,我們想透過紙、吸管等簡單的器具,使飛行器飛起來,看哪種飛行器飛最遠。我們先參照對照組,改良出四種類型的飛行器,再以手試飛,計算各架飛行器的平均飛行距離、觀察飛行狀態,且由各類型飛行器中挑選一飛行距離最遠的優良飛行器並互相比較。事後大家發現,由於每個人的身高不同,加上每次用力的大小、發射的角度不一,造成變因太多,所測得的飛行距離不夠客觀。所以,我們根據虎克定理,設計了一種能控制發射力量及角度的發射器。透過客觀的發射器,我們試飛了對照組飛行器、四優良飛行器,比較其平均飛行距離與飛行速率。再者,試飛時我們發現各類型飛行器的飛行狀態皆不同,所以我們又利用錄影機、電腦動畫技術來了解、模擬各飛行器的飛行狀態。