全國中小學科展

物理科

連生泡的三角習題

記得專研課中,老師曾經提過有關表面張力、毛細現象與連生泡、彩色泡 … … 等有關問題,而在當時我們對肥皂泡這項較有興趣,在吹泡泡時觀察到連生泡,覺得兩個泡泡的大小與其接觸面的大小似有關係,並想找出此關係式,並用此找出泡泡其它的物理性質(如:張力、濃度 … … )及其關係。

「破風而行」-風阻的探討

我們想要探討物體形狀及排列狀態對於風阻的影響,並對照自行車隊運用策略,從中尋找蘊含原理。我們發現:(一)物體前側角度愈大,風阻也愈大。(二)物體後方形狀愈平緩,易出現真空區,四周氣流隨著改變,阻力大增。(三)列車車頭形狀愈具流線形,空氣流動愈流暢。(四)車殼上錐狀孔洞及通風孔,具備降低風阻的效果。(五)列車高速前進時,風阻差異將擴大,若車頭形狀設計不佳,會產生擾動氣流造成危險。(六)物體正前方若有另一物體接近時,中間的氣流方向是紊亂的,後方物體面對的風速將減弱。(七)自行車選手前方隊形能有效降低風阻,但車隊需視情況調整策略。我們藉由這些結果了解交通工具的風阻處理方法及運動時降低風阻有利策略。

水中的阻尼振盪

本實驗主要以高畫素攝影機拍攝,透過影音剪輯軟體的定格功能,不只提高時間測量的精密度至30分之1秒,更可清楚記錄觀察浮體於水中上下來回振盪的位置變化情形,並探討哪些因素會影響其振盪週期、最大位移。進而找出浮體在水中運動時,所受阻尼力大小隨著其在水中的深度、接觸面積增加而變大;以及驗證阻尼振盪中最大位移遞減率與阻尼力的關係式。

魚與熊掌能兼得嗎?\n同時能測出定壓與定容氣體溫標的裝置與探討

現在大家普遍採用酒精及水銀溫度計,滿懷著求知心的我們,便引起了好奇……酒精及水銀溫度計皆是液體溫度計,但液體所能測量的範圍有所限制,而固體溫度計因漲縮現象不明顯,所以測溫度並不精確,唯氣體溫度計脹縮範圍較大,又便於觀察,故我們就在這方面收集資料,做整理歸納及實驗,以求更深入的了解。

奇妙的液體積木

本件科展作品以二年級自然教材「水的遊戲」、三下教材「物體的輕重」、四上教材「物質的溶解」為主要的學理基礎,並以六上舊版教材「重量對體積的比值」為應用與發展的參考,所進行的一系列與密度有關的實驗。剛開始以油水不溶的現象引發問題點,接著進行不同液體的水溶性實驗。然後進行密度值的測試、水溶液與密度的關係。結果探索出液體與固體密度測試方法的差異、水溶液濃度與密度的影響,並且發現可溶性的兩種液體在細長量筒中也會有分層的情形。最後,研發出簡易的密度測試裝置、瓶中小船、液體沙漏、回收廢液的裝置等可在日常生活中應用的器材。

工字型的魅力

為什麼在建造一座二、三十層高的大樓時,它的樑柱鋼筋都是用工字鐵呢?是為了省材料,或者是偷工減料?為什麼不用實心鋼鐵來建造比較堅固,比較牢靠呢?到底工字型這個結構的主作用在哪裡呢?我心中充滿著許多疑問和好奇,為了解開心中的疑惑,我決定用實物來作實驗,研究研究這中間是不是暗藏了許多玄機,相信你也跟我一樣,迫不急待的想知道這個謎底,讓我們一起來揭曉吧!

一波未平,一波又起─探討克拉尼聲圖

藉著自己動手做出產生克拉尼聲圖的裝置,進而觀察及探討在不同條件下所得的結果,最後再加以實驗、數據分析,並歸納結論。一、在不同形狀之金屬板上,以弓摩擦其邊緣,觀察圖形與變化,並作頻譜分析。二、 以鼓皮做為媒介,利用喇叭產生波動,觀察圖形與變化。三、 嘗試在克拉尼聲圖中非節線處(波腹)製造固定點,觀察固定點位置、數目的週期性變化對產生圖形之影響。

還以「原」色

紅、黃、藍是色彩的三原色,每種顏色都隱藏了不同的原色在裡頭!不只是陽光、彩色筆及水彩…等,就連日常生活中隨處可見的糖果、水果裡頭都有著繽紛的色彩。

顆粒在容器中運動路線的探討

記得上學期,中有一天,頑皮的妹妹不小心把米缸弄翻了,掉在地上的米和細沙混在一起。那時媽媽把散落的米掃成一堆,放進裝搪果的鐵盒子裏,只見媽媽雙手拿著鐵盒子上下搖動,盒子與的米也跟著上下跳動,我看了覺得很有趣,但是不知道媽媽的用意是什麼?嫣媽告訴我:「沙粒因為比米細小,用這種方法可以將米和沙粒分開。」過了不久,果然看見米和沙粒分為兩層,這件事引起我研究的興趣,各種不同的顆粒在容器中是怎樣的運動呢?到學校約了幾位有興趣的同學一起研究並請老師指導。剛好我們老師第二十二屆科展時曾指導同學做過類似問題的研究,於是在老師的指導下我們設計了這們實驗,做更深一層的研究和探討。

改良滑車實驗驗證 F = m . a 與不同加速度下鋼球擺動週期改變情形研究

理化課中曾提到在小角度擺動下,單擺週期僅與擺長有關,經我們請教老師後得知,原來這個結果是根據 公式而來的。仔細研究一下,在地球表面 g 為定值,所以課本中就給了我們“單擺週期僅與擺長有關”的結論。如果能使單擺沿著重力的方向作加速度運動,則單擺公式將修正為 。於是我們修正傳統滑車實驗,可研究不同垂直加速度環境下鋼球擺動週期改變的情形並驗證牛頓第二運動定律。在此實驗中利用電腦處理數據更結合電腦內部時鐘,以最普遍的現代科技輔助測量時問。