全國中小學科展

國小組

水怎樣熱起來

自然課時,老師要我們測量水溫,無意間發現幾種奇怪的現象:(1) 在加熱的水中,溫度計的刻度一會兒升得快,一會兒升得慢。(2) 停止加熱後,上方的熱散得快,而底層的水溫卻先下降了。(3)水的沸點不一定在 100。C。於是引起了我們研究水溫變化的興趣。

太陽公公無限好

這學期自然課第一單元老師講到「熱和我們的生活」,使我燃起對太陽能爐的熱情。於是,我和老師討論後決定做個研究。老師建議我:先瞭解一些問題,譬如:有哪些方法能聚集太陽熱能?什麼顏色的玻璃當太陽光穿透後溫度最高?什麼材質(顏色)的反射板反射出來的光線最強?於是我先參考書中的知識來做一些實驗,結果發現: 一、透明玻璃較各種有色玻璃在鎢絲燈(仿太陽光)的照射下,光穿透的強度最強。 二、太陽光經反射板反射後,陽光的亮度與溫度與反射板的反射面積大小及表面光滑度成正比,且聚光愈集中,溫度愈高。 三、黑色鍋具的聚、吸熱效果最佳。 依據上面實驗結論及網站上前人的經驗,我們選用較經濟實用的鋁箔、自黏式鋁箔膠帶及自黏式PE 鏡面板做成反射板,並加以組合成近似拋物面(錐形)的反射聚熱爐具,再以透明玻璃容器充當保溫罩,內置易吸熱的黑色鍋,並以185W 赤光燈模擬太陽光照射爐具,經多次實驗改良驗證,終於設計出聚熱效果佳、爐具輕巧好攜帶、製作組裝容易的太陽能爐具。接著我們將這個太陽能爐具放在太陽光下測試,結果真的證實太陽光能將生米、綠豆、雞肉煮熟喔(如圖1、2、3)!

倒瓶的溢水比較

有一次星期天,我隨著爸爸、媽媽到鄉下的伯父家去玩。伯父經營農場,並且養了很多的大雞、小雞,我和弟弟到處參觀。發見了雞的飲水器,是用一隻瓶子,裹面裝了很多水,倒反架在圓形的鐵皮盒上,所溢出來的水,是給大小雞喝的。我和弟弟覺得有趣。我們看了很久,才離開了雞舍,回家的路上,想了想,倒瓶的溢水怎樣才會多或少?上學校後和幾個同學討論這個問題,都不能解決。最後把這個問題告訴老師,於是在老師的指導下,和同學共同研究「倒瓶的溢水比較」的題目。

看我「發功」!---氣體推動瓶蓋的探討

想要瞭解利用手溫加熱瓶內空氣,有哪些方法可以讓瓶蓋跳動的情形較好?經過一連串\r 的條件控制,我們發現:瓶蓋上要沾濕、與瓶口間不能有空隙,當瓶內空氣熱脹後就能使瓶\r 蓋出現跳動情形;不僅如此,我們還發現空氣是很容易就能熱脹的,一個容量600 毫升的空\r 保特瓶被加熱後可推動將近33 公克的物品(50 元硬幣是9.9 克),而且單純用手溫(正常體溫)\r 就能輕易使瓶子內的空氣熱脹而讓瓶蓋在瓶子上面跳動,操作時手握住的部位以瓶身中間為\r 佳;在瓶子方面,大容量的瓶子,會使手無法完全握住瓶身,而小容量的瓶子則因為空氣量\r 較少,效果皆不好;瓶子內部空氣多少和瓶內空氣溫度的高低都會影響瓶蓋跳動的次數。

棒球壘距校正儀

從國小三年級開始練習棒球以來,時常在練球時,對一壘、二壘、三壘要擺在球場的那個位置才正確,總是打個問號。在做投捕練習時,最常聽見的對話就是〝教練,投手要站在哪裡〞。這時候就看到教練算著步伐告訴投手,投手板的位置大約是在那裡,這時大家就能快樂的練投。因此如果能夠有一套裝置,能夠方便的量測投手板與球場壘包間的角度與距離,則對於喜歡打棒球的我們,就不會在比賽與練習的時候對投手板和壘包距離是否正確產生懷疑。也不會因為不正確的訓練距離或比賽場地,造成運動傷害及影響比賽成績。

遠離家園-具翅種子、果實的飛行模式分析

收集各類具翅種子、果實,觀察及測量其外型構造,研究其有利於飛行的原因,並和普通種子比較。此外,藉著設計實驗,來分析其飛行效能及飛行模式,嘗試了解種子、果實如何以飛行的方式飄散到遠處,避免和母株競爭,以爭取最大的生存機會。結果發現不同種類植物的種子、果實發展出幾種飛行的模式,有旋轉、滾轉、滑翔、擺動等,有些模式能讓種子、果實散播的更遠。而且,不同種植物間其種子、果實的飛行模式具有驚人的相似處。

愛吃地瓜的小珠

珍珠奶茶是臺灣首屈一指的手搖飲,但珍珠製作過程中,可能添加一些成分影響健康。本研究以市售地瓜粉探討珍珠在不同黑糖、水、地瓜粉的比例下;不同的保存模式及蒸煮條件下,對珍珠口感與味道的影響,藉此推論出影響珍珠彈性及口感的因素。並以金山地瓜自製成地瓜粉,利用此地瓜粉製作成珍珠和市售地瓜粉製作成的珍珠進行比較,分析兩者的差異性。希望藉由此研究,找出影響珍珠好吃的因素,並用自製的金山地瓜粉,做出好吃而且食材最天然的珍珠。

蒴果僅存-台灣欒樹蒴果在地面移動情形的研究

用自製風洞測試台灣欒樹蒴果,以白努利原理找出構造如何影響移動情形。發現:單邊易受氣流影響,移動距離遠;上反角的角度愈大,距離愈遠。而果皮寬與長的比是展弦比,越大的移動距離越長。表皮越平滑移動距離越長。而且種子的位置會影響重心,愈後方重心偏後移動距離愈長,而偏前,會出現飄動。當氣流通過蒴果表面,上反角大小會影響翼間渦流數量和擺動次數,造成翼面穩定度不同。

方圓之間--進一步認識圓

「為什麼容器大都是圓形的?」去年我們在研究「三角數與四角數的探討」時,其中在操作罐頭、鼓、汽油桶的堆排實驗時,因為所使用的器材都是圓柱體的,我們心中就有個疑問:為什麼這些東西都要做成圓形的呢?後來在一次的郊外遠足中,發現同學們帶來的飲料容器,大大小小的,不管是塑膠的、鐵皮的或玻璃裝的,大都是圓形的,我們更感覺到奇怪了,為什麼這些東西不做成四方形呢?上課中同學們把它提出來討論,老師說:「這問題很有趣,也很有意義,我們可以進一步蒐集資料,加以研究探討。」於是我們就運用去年的經驗,繼續研究這個問題了。

雲兒變化知多少

上自然科學「觀測天氣」這一課時,老師帶我們做了蒸發、氣溫觀測等實驗。除了每天收看電視台的氣象報告,和報紙的天氣預報外,我們也每天定時做些簡單的觀測和紀錄。當中我們最有興趣的是雲狀、雲量及濕度的變化觀測。我們在老師的指導及花蓮氣象站叔叔、伯伯們的協助下,展開了為期一年多的觀測資料記錄、收集與分析。由於影響天氣變化的變因很多,我們僅就「雲」的變化,做很完整的單項資料整理、分析,探討它在天氣變化時所發生的變化,及對預測工作的貢獻。