全國中小學科展

第三名

全力蟻赴

我們在校園作螞蟻種類調查,發現了六種螞蟻。接著我們探討螞蟻喜愛的食物,發現長角黃山蟻最喜歡的食物是肉鬆,而黑頭荒蟻最喜歡的食物是棒棒糖。對於長角黃山蟻而言,肉鬆味道濃且輕巧,可以很快搬食,而且數量不同的長角黃山蟻都有特定搬食的方式。如果數量越多的長角黃山蟻加入搬食行列之中,前進時會讓整體速度加快20%以上。最後我們作了人工蟻穴,模擬長角黃山蟻搬食通過不同形狀的洞口,發現皆有其不同的因應策略。

正多邊形極坐標方程式之研究及其應用

像直線、圓、圓錐曲線這些幾何圖形,在教科書上,我們可學得它們的極坐標方程式。另一類曲線,像正三角形、正四邊形...正 n 邊形,也是我們所熟悉的幾何圖形,似乎也應該有它所對應的極坐標方程式,是否它們被遺忘了呢?我們願意試著為它尋找!

向上爬!─探討無動力之錐體在坡道上如何爬坡

在理化課程第十三章的簡單機械這一單元中,學習到斜而省力的原理,並探討功一能定理。在課堂上,老師就此提出學長曾經研究的主題 ─「登坡的車子」─ 引發起我對這個實驗的研究動機與興趣,於是我在資優班的專題研究報告中,針對「登坡的車子」再行探討 ─ 為何能爬坡?爬坡的條件如何?爬坡的過程中重心偏移及動量變化情形又如何?針對系統而言是否遵循功 ─ 能定理?於是在老師的指導下,並查閱各相關書籍,做下列之理論及實驗的探討。

玉米芽鞘的背地性

國中生物上冊第六章「植物的感應」這一節中,告訴我們植物能接受環境中光線、地心引力等刺激而發生反應,為了證明植物具有背地性及進一步深入了解,所以就跟老師研討、設計實驗來探討。

輕功水陸飄~遙控氣墊船探究

遠端遙控及自動駕駛是當今世界各國極力發展的科技,在軍事和民生運用廣泛。本作品旨在探討如何利用簡單的材料及作法,完成一架水陸兩用的遙控氣墊船。從蒐集文獻資料著手,先製作CD氣墊船了解基本的飄浮原理,接著測試葉片推進及在陸上移動的可行性,再來製作簡易氣墊船,利用不同船身結構做比較,並且設計一代遙控氣墊船,在實驗失敗中找尋方法並且改進,重新設計二代遙控氣墊船,達到簡單、便宜、遠距離、快速等目標。

蜓!水中王者

本研究以蜻蛉目勾蜓科Chlorogomphus 屬的稚蟲為研究對象,野外常見的有3 種,分別是:短痣勾蜓、褐翼勾蜓和斑翼勾蜓。在生活習性方面:1.每ㄧ次的蛻皮是稚蟲成長的重要時機,蛻皮時翅芽長度生長百分率值最高達70%;其次是重量達47%;第三為頭寬,19%;最低是體長,10%。2.羽化時間大約於晚間9-11 時開始,整個過程約需5-6 小時。3.經由定期測量結果發現翅芽長度〈y〉與重量〈x〉有明顯相關性,R2=0.8802,其二者關係式為y=1.1224x+0.0131。終齡稚蟲的頭寬與翅芽長度的比值為0.7;n-1 齡比值為1.1,可依此推估稚蟲的齡期。在環境因子方面:1.野外採集時有88%稚蟲棲息的基底質是32mm 以下;實驗中80%的稚蟲選擇棲息在1.5-2.5mm 基底質。2.水溫對於稚蟲的生長影響以低溫組生長情形較高溫組佳。

地球運行之探討與應用

在全世界都期待公元 2000 年第一道曙光到來的時候,我們卻對地球的運轉產生了好奇。在人類生活的地球上,日復一日、年又一年,晨昏晝夜、春夏秋冬的演出,週而復始,從不間斷。從參考資料中,我們了解到這些現象乃是地球的自轉,同時又繞著太陽公轉所造成的;而且由於地球自轉的赤道面與公轉的黃道面有一固定夾角,使得地球在公轉軌道運行時,大陽輻射的能量直射在地球的緯度,將隨著軌道位置改變。在這種特殊的幾何關係下,地球有了四季、晝長夜短的變化,也有熱帶、亞熱帶、溫帶與寒帶的地理區分。我們不禁佩服幾百年前科學家的智慧,能透過天體與自然變化的觀察、思考,進而洞察出地球運行的奧秘。然而在佩服之餘,也引發我們的興趣,想去挖掘此種運行法則的背後所隱藏的一些物理。在本研究中,我們除了探討地球運行所引發的現象外,也從這些現象,反向思考,構思一些可能的應用。

等分多邊形之面積與周長的最短路徑

王老先生有一塊五邊形的地,他想要建一道水泥牆將該地等分成兩塊,一塊蓋鴨寮,另一塊蓋豬舍,他希望水泥牆的材料最省,這道水泥牆應如何構築?有一四邊形的湖,其四周均勻地住3人,今欲築一座橋將該湖邊的人口平分成二等分,這座橋的最經濟路徑在哪堙H這些都是我們經常會碰到的問題,我們將利用解析幾何的方法,逐步地由三角形、四邊形一直處理到n多邊形有關等分面積與周長的問題。

臺灣八星虎甲蟲幼蟲獵捕螞蟻之生物力學研究

我們透過野外及自製觀察器的方式觀察臺灣八星虎甲蟲幼蟲獵捕螞蟻,並分析其生物力學現象。研究發現幼蟲獵捕螞蟻分成「埋伏」、「彈出」、「拉回」三個步驟。所展現的生物力學如下: 一、 埋伏時採用多支點分散重量策略:透過上唇、前足(*2)、第五腹節(倒鉤)及腹部尾端等五個構造做為支點,讓幼蟲能長時間埋伏在隧道口。 二、 獵捕螞蟻時採變形彈力策略:幼蟲等螞蟻趨近至0.84公分時,快速拉直6-10腹節,藉此產生變形彈力,將頭、胸及1-4腹節以10.221公分/秒的速率彈出隧道。 我們觀察到第五腹節倒鉤可能在幼蟲彈出隧道時扮演重要的施力角色,因此目前正設計實驗進行觀察驗證,期望在國展競賽時能導出實驗結論,分享給對此議題有興趣的研究者。

「怎樣的嘴巴就怎樣的吃法」

澎湖地區四面環海,漁產豐富,我們經常在漁市場看到各色各樣不同的魚種。在課堂上又聽老師說漁類有各種不同的食性,在自然的生態環境裡,彼此互相競爭,甚生有弱肉強食的現象。我們對於老師在課堂上描述的這些現象感到非常有趣,於是大家都產生了一個共同的想法,每一魚糧既能各自適存於牠們的生態環境中,不虞食物的匱乏,想必都各具有牠們特有的口器構造吧!到底忽麼樣的嘴巴是怎麼樣的吃法呢?