全國中小學科展

第二名

深水炸彈~探究撞擊波對水體與浮球之力學交互作用

本實驗是探討球體受到水與寶特瓶交互作用產生噴射的實驗。藉由研究裝球與水的寶特瓶落下高度與球的噴射高度的數據,找出交互作用的關聯性,進而找到噴射的最佳條件,並探討球噴射的原理。我們藉由電磁鐵、滑軌裝置,以攝影慢速播放方式,發現球體噴射的力來自於撞擊波,藉由寶特瓶瓶身及水體傳遞能量,在水面中央形成空腔及水柱噴射。本實驗以直徑4公分的保麗龍球、使用釣魚線及磁鐵固定在水面中央、約2公分沒入水中;直徑11公分瓶頸斜度大、撞擊面積小的寶特瓶的組合,產生的撞擊波對球體有最佳噴射高度。

咖哩粉妙事多,您知道它還有些什麼用途嗎?

記得有一天,我們學校午餐供應的米飯,竟然是黃飯,當時好幾位同學異口同聲的叫出來,「今天吃黃飯」。真是奇怪!為什麼飯是黃的呢?我曾吃過紅飯,是加蕃茄醬而變紅的,但黃飯乃是第一次看到。為解開心中之謎,就請教老師,老師笑著說:「白飯加入咖哩粉就變成黃色的咖哩飯了。」但是咖哩粉到底是什麼東西呢?有什麼性質呢?所以我們就利用團體活動時間或課餘,對咖哩粉做進一步的探討。

瓢蟲

有一天陳同學捉了好幾隻不同花紋的小甲蟲到學校來,因為太可愛了,大家爭著要看;可是我們都不知道牠們的名字和習性,只好請教指導少年科學研習的楊老帥。老師說那是「瓢蟲」你們可似去研究牠啊!很有趣呢。於是我們組成了「瓢蟲研究隊」,開始觀察和研究可愛的小瓢蟲。

固體中擴散現象研究

液體及氣體的分子可以自由運動,液體及氣體能從一處擴散到他處。國中理化實驗 6 - 3 液體的擴散及實驗 6 - 4 氣體的擴散,教導我們以簡單的實驗方法證實液體和氣體中的擴散現象。但物質有三態,除了氣體和液體外,還有一種形態為固體,在固體中是否一樣會有擴散現象,引起我們的興趣。在日常生活中,因運動而產生的腫傷,我們在皮膚上塗抹藥物,讓藥物進入到皮膚內而產生藥效,應該也是一種擴散。固體的染料和布同時放入水中,染料溶解後,進入布的纖維內,使纖維產生著色的染色現象,應該也是一種固體中的擴散現象。但國中課本只談到液體和氣體中的擴散,並沒有提到固體中的擴散。本校在去年科展中,曾探討膠體中的擴散現象,並獲獎。本年度延續去年的研究,探討固體中的擴散現象。

簡易顯微放映機製作

生物課觀察顯微切片是一種不可以缺少的學習運動。可是顯微鏡只能由教師先行觀察。而後敘述給學生聽,再由學生自行觀察。在此過程中不僅只浪費時間,同時也極容易由於教師敘述不妥當或學生的會錯意,造成誤會或錯誤觀察之不良結果。要想使切片能給多數人同時觀察,當然只有借助顯微鏡放映機,將映像放大映出。可惜顯微放映機目前不普遍,其原因乃售價非常昂貴,小型螢幕 L 直徑 4 公分須七、八千元,中型的映幕 15 公分 × 25 公分須二萬元左右,較為優良能供全班學生觀察的須五、六萬元。由此可看出實在非一般學校經費所能負擔的。況且其中、小型的效果也不見得很好。經拆下一部中、小型顯微放映機研究其結構,發現其結構簡單。約可分為兩主要部份(一)光源部份,另為顯微鏡頭。乃激起研究製作頭微放映機使它能普遍化,以利於教學觀察。

國小自然科學實驗裝置設計之試作

在我們幾年的教學經驗中,尚未發現有一套較適合於國小自然科的實驗裝置,尤其是屬於物理部分的器材。雖然小學與國中有一貫的聯縈,但因程度不同,必須以簡易的方法,淺顯的實驗效果來激發兒童的學習興趣,而能使兒童從自然環境中去自動發現問題,啟發其科學的處理態度,這是甚為重要的。因此,我們在國小目然課本八冊中,從較具有程度的第五冊起,按照課本的順序,設計試作了這套關於物理部分的實驗裝置,做為教師示範實驗之用。

Ready set go!轉,轉,轉

我們知道,當物體在運動時會有一些因素影響到物體運動的結果。為了製作一個能運轉最持久的陀螺,我們開始研究哪些因素會影響到陀螺運轉的時間。利用自製的發射器及紙陀螺,我們發現重心、本體面積、質量分佈都會影響陀螺運轉的時間; 除了目測外,陀螺旋轉的軌跡及連續快速拍照來觀察陀螺是否穩定旋轉?最後從比較分析市面上的陀螺驗證本研究是可以應用在生活上達到娛樂及教育上的功能。

公主如何救王子

今天上自然課,老師要我們作科展,我回家後就開始找題目來做,因為可以做的時間不多。我忽然想到參觀前年本校校內科展時,一個有趣的問題,裡面的內容大約鎚這樣的: 有一位落魄的王子在別國做錯事,那裡的國王要殺掉他,就為他出了一個難題,要王子和另外八個死刑犯站在一起,讓一位公主來數,從第一個開始,數到七,就殺死那個人,一直數,數到就殺,但如果最後剩下王子沒死,王子就可以回國。最後公主用智慧救了王子回國了。 當時我覺得他們解決這問題,如果犯人的人數隨便改,或改成不是七個一數呢?我記得他們每次都要從新算,而且要算很久,因此我認為他們並沒有研究出這類問題的一些關係,所以我就決定用這個題目來做這次科展的問題。

球狀落體運動速度的測定與空氣阻力的探討

上完電算課後,暸解微電腦可用來當精確的計時器。於是想到將之應用在物理實驗,故設計此實驗,以求球狀落體運動的速度,並探討空氣阻力隊球體自由落下運動的影響。

讓大地不再哭泣-我是大地小醫生~探討「斜坡滲流破壞」引發土石流與「土石流預警緝」製作之研究

台灣地勢陡峭、地質破碎,加上山坡地常被不當使用,一旦豪雨或颱風侵襲時,上游的土壩易潰敗崩落,令人心驚膽跳。藉由土石流的模擬實驗,發現土石流的發生與坡度、水量、土體結構有密切的關係,而土壩被水入滲破壞的情形也會因土體緊密度、土體粒徑粗細、上游水位高低、入流量大小、土壩寬度而有不同的破壞類型與崩塌速率,土石堆積面積和堆積高度也與當地土體結構有密切關係。另實驗發現土石流動的驅動力與堆積物所在的坡度也有很大的關係,坡度愈大或流量愈大、水位愈高時,其滲流速度就會愈快,壩趾被破壞的時間也愈快。粒徑愈粗,崩塌速率也有劇增情形。本實驗有助於斜坡災害的認識,也期盼土石流預警器能減少土石流災害對人們的傷亡。