第一名

在國中數學選修上冊，我們學到三角形的重心，我們不禁想問：「 平面的圖形在物理學上並無相對的重量存在，何以會有重心呢？」但仔細想想在日常生話中我們所能接觸到的事物都不是學理上的“理想平面”，也就是說，這些事物都有厚度；再換句話說，我們可以見到許多的多邊形體，那麼這些物體就有重心囉！如果我們要找的是一個厚度均勻的物體的重心，必須先從面積著手，所以只要我們能找到多邊形的“重心”，那麼要找多邊形體的重心就不困難了。

作者好奇白三線蝶（Athyma perius）幼蟲棲息在糞橋上，於是展開了探究。過程中觀察白三線蝶的一生，並發現糞橋建造的位置約60％蓋在葉尖主脈上，長度隨齡期增加，一～四齡幼蟲多在糞橋上棲息，五齡之後食量、排糞量大增，棄糞巢而去不再回橋。糞巢的組成有糞便、碎葉片及絲線。幼蟲孵化吃掉卵殼後隨機選定建造位置，以吐絲器吐絲黏上糞便向外築糞橋，也會不斷吐絲纏繞鞏固糞橋。不管是剪斷糞橋、移去糞巢幼蟲都會持續加蓋，根據換葉子和換橋實驗得知幼蟲不會認自己的橋，當找不到原糞橋時會另外建造糞橋，如有現成的糞橋也會續用。糞橋和糞巢對幼蟲有躲避與偽裝的功用，對螞蟻等小型行走的天敵則形成物理性屏障，另外也發現有類似蓮花效應的擋雨效果。

本實驗用了業務用排風扇，並加上整流段，使氣流更加平穩、集中。裝上自製調速器以控制風速，並且改良出微型風速計，以測試棒球上下的氣流流速。棒球部分，則利用家裡面常會用到的圓形保鮮盒，改裝成測試架。此測試架可同時測到水平力、垂直力及阻力，不儘大大地突破過去的測試限制，更可以任意改變旋轉的角度及轉速，以及不同的旋轉軌跡。如此，幾乎所有的變化球都可以模擬出來了！也可藉此找出新種的變化球。為了測量打者揮棒時間，我們利用了電腦軟體(威力導演)，將打者的打擊影片進行連續的分析，以求得球路判斷點，最後利用電腦做0.01秒為間隔的力量分段分析，使數據更加精確，更有助於棒球軌跡的完整呈現。

國中物理課程，需要用真空抽氣機的實驗較多，但是電動真空抽氣機，價格高昂，大部分的學校因財力困難，到日前還沒有配置。有配置的學校，由於班級多，實驗室不敷使用時，也難於搬到教室作示範實驗。加上使用電動真空抽氣機，全是機械操作，學生不能親身體臉抽氣，減壓的變化情況。故不易得到教學的預期目標。茲介紹的簡易真空抽氣器，係利用塑膠注射管，配合三塊壓克力板組成的活門製成，雖不能與電動真空抽氣機的低壓性能相比，但不妨礙教學上的各觀實驗，又不易破損、易製作、價廉可大量供給學生分組實驗。

去年的暑假我參加中山兒童科學館的科學活動，最讓我感到有趣的是「蚊子的幼蟲─子孓」的觀察，可是最令我討厭的是會咬人的蚊子，一到下午的時候，桌子下面就變成蚊子的天下，我們的腳就變成蚊子的點心了。奇怪！這麼高的地方─四樓也有蚊子生活嗎？這些蚊子是哪來的？被牠叮了會不會得登革熱？愈想愈害怕，最好的辦法是研究蚊子的幼蟲─孑孓，想辦法消滅孑孓。

學校現有發酵箱使用時，都會出現明顯的結露現象。經拆解發現第一、二、三代發酵箱皆利用熱水來增濕，其缺點是增濕速率慢，增濕水槽就算停止加熱，熱水仍會持續釋放出水蒸氣，因此，，仍會繼續上升，導致相對濕度過高。目前較新型的液壓噴霧型發酵箱，雖未使用熱水來增濕，但仍有相對濕度過高之問題存在，且造成水資源的浪費。本研究是利用超音波霧化方式，自行設計組裝濕度控制系統，並安裝在各類型發酵箱上，皆可明顯改善相對濕度過高之缺點，而且「省水、省電」之改良成效相當顯著。最後，以超音波霧化型發酵箱實際製作麵包，由「嗜好評分品評」結果顯示，消費者在外觀、風味、咬感、整體感等之喜好程度，改良後皆優於改良前。

從平時練習的羽球中，發現羽毛形狀及疊合方式存在明顯差異，於是著手設計空氣壓縮推進噴射的方式探討軌跡差異。利用四個排風扇並排製作垂直風洞，再將球頭鑽洞放入滾珠軸承及牙條作為支架，使穿過支架的羽球在垂直風洞中仍然能夠自由旋轉以利取得運動時的阻力、轉速及側向力。實驗數據顯示，羽毛只要經過修剪，阻力多會下降；若修剪外側羽毛，高速下的轉速可大幅提升，但低速時則因受力面積減少導致轉速下降；但羽尾若破壞程度太大，如：剪成平頭狀，會使得轉動能力下降，甚至低速時無法轉動，飛行距離也明顯提升。最後，斷翅的實驗出現了一個有趣的結果：透過斷去第二根羽毛達到對稱的缺口，可挽救失控的側向力，提升破損羽球的練習價值。

在一次研討會中，劉江楓教授介紹了數種在加拿大訓練資優生的數學玩具，其中一種玩具引起了我們研究的興趣，它是從魔術方塊及中國的七巧板演變而來，是由十二塊菱形(如圖一)所組成，去排成數種不同的圖形。但排的原則是"相鄰必須同色"，我們即以其中一種圖形(如圖二)，展開一連串的探索過程。

在五下自然課“光合作用”的單元中，我們了解只要含有葉綠素的植物，以二氧化碳和水為原料，經過光線的照射就能製造養分並放出氧氣。 在偶然的機會，看到高中大姐姐生物課本也有光合作用單元，可是裡面居然有一段敘述這樣寫著：“據佔計地球上植物行光合作用每年可產生 3410 億公噸葡萄糖和3640 億公噸氧氣，同時消耗 5000 億公噸二氧化碳，而大約百分之十的光合作用是由陸生植物完成，其餘百分之九十是由水生值物完成的。”，這訊息強烈震撼了我們！ “百分之九十”怎麼不是由我們所熟悉而常接觸的陸生植物，卻是由我們所不注意的水生植物呢？既然水生植物可消耗這麼多的二氧化碳，是否可以增加水生植物的數量或增進水生植物的光合作用來消耗更多的二氧化碳，藉此解決地球目前所面臨日益嚴重的溫室效應呢？ 於是同學們利用假日相邀逛花市的水族世界，和大大小小的水族館，逐漸進入色彩繽紛、五花八門的水草領域，也決定進行一連串的實驗來窺探水生植物行光合作用的奧秘。

我們好奇樺斑蝶幼蟲如何找尋適合結蛹之處，於是我們設計實驗，觀察樺斑蝶幼蟲找尋結蛹位置、前蛹、蛻皮、化蛹到羽化的行為現象，分析結蛹位置後，發覺蛹重與葉柄所產生力矩與物理學的靜力平衡有關連，進而設計實驗與器材測量及驗證。發現結蛹位置葉長與蝶蛹結構符合黃金比例。其次，探索不同結蛹環境對蛹體懸掛的影響、絲座與懸絲器所能負載重量的關係及大氣溼度是否會改變絲座的負重。由結果得知蛹的負重比值、幼蟲選擇結蛹在葉長黃金比例位置、葉片重心±1公分、切角110度和柄角130度產生力矩最大值，促使結蛹葉片易被吹拂搖動而不會和其他葉片有所不同，更對蛹具有穩固、隱蔽的保護意義，令我們讚嘆生物為生存所做的精密計算。