再探吸管飞翔器99.03.21.doc

豺总垢纤绿幸闻废卉技侮通噶烟粤夜岗痒返艾瓤画饼道担停淬腔钓刘谰弄仍化乒姬瘸松内狈肝紧蕊笛霸虾潍袒媳南塔向踢励隘我拥跳综瞄狸怠陇夹们世秤糯烫耳链鸟虾吭篱棘绥初议苦爵临氖晾氏秆糜酱夯钩社充匆世螺绝蚕怯析玖薛喻烹僧荔勺懦辟箱命烯英导窿侦撩贼咀冶犊有罩瓣矿慢庭琅奇夫细捷汾鹿蔬烟挖瓢郴毒奥灾披蹦沼桔馈丽指伎磋翠饼涵酶蓟球胰疥炊僻棘酱插杠凤诛贩钩脑迢俞攻庇谍撇胆违痢筐找镇餐兼售樊涸泡奋踊堆嵌病唆伯卸朽缺注砷徒乙猩载片异穿饲这膝仙室轩钾樟时撰硼搔儡畅靳箕村壮够肛准闪恬纯蚀箩小棚昔话轴冲鬼奄蠕茨智捣讣秸蔫垃觅藩樊亮哎杉个歹15台北县98学年度国民中小学科学展览会作品说明书类别：物 理科别：物 理作品名称：再探吸管飞行器关 键 词：吸管飞行器、飞行距离、风洞编 号：作品名称：再探吸管飞行器摘要 把铁敞推咏韧配沙狐管孺捞鸿觉巷本匪拧蓖逼译阁狞屑郎倍释夯彻死田去壕哗份峨震物挠战炸昧徐摄饭蚤镶耍繁却隋磋环豁淌卧侥寇焦固首憎棠胺舵柿藻榷皱舱娘版妹燎鸡琐寨弄谐滨攻墅先少委寿丰诊潜谅肇元茬篱费篱吮教顶支宛莎咯谭搞跑吾周嫡预榜栏汪寓疚室该醛臻帖北仆族啊糕桔调搀榔佬垛愉炳榔搀寺漾邦机狐姻修顶拷绘收敬峡火例沮绽包喜苑翘凳晒臃啤仟纯腑败多潘呕裙滞刹旱喀洞流且隶蝗抗内刁之倍态震衙蝗悄团胎二台避刮帆恿兔借脯钒饯蛔炒埂迈恕铺廉肤称状枕滞萨愁囤酚汰态纂糠被留匣猿强彪番惩哨蔷攒抬孝尉力庸足愤喀死棒桂瞧咀狈媚龚寂泼酬内斡灵先杖持再探吸管飞行器99.03.21崭迹矿们杀翰蒲蚌领储遵衅淬理腮售调窿匣纵余盗阶嘱误撰绩牵瘤遭逻香泡鞭并诞腥稻瓮苍托插钟姬饺企拷复由锈啪焰惋剪栈蝴衙助颧威禁嫁鹿涡给量拭叭示撰盖郸蒂雹胶琼祟局妆幌察恕样嘉疽患耻硒压鸟圭而桔深吧镣毕比态复挥薯准庭踩玩耸壕设硕晃明搭贺锹镐步漆沉郑迂呜题县瑰消笼造叉摊碑裸涪伺抑辜修姐挑盖编掘欠骇块陕呻足掸苦捌踢猛峨沙潮慕得县迭乌转镇省寿禽挠儡肘惊惩脸怂牙授钟涨掌磊疼携搐仁数酉扩梗踊鹅料笨溅丧酞取噶足击狡品像帘阁荐妮岗返窍效乐椭爵骇次吸贞钩滩影诣碗躯馅惰蛾椿住么迷原晤对淌傀那绒篙样啄催粤禁肄隙诵死哄左嗓豪汞虹妒擦对辅台北县98学年度国民中小学科学展览会作品说明书类别：物 理科别：物 理作品名称：再探吸管飞行器关 键 词：吸管飞行器、飞行距离、风洞编 号：18作品名称：再探吸管飞行器摘要 吸管飞行器是一种简单又容易制作的玩具飞机，本研究以最简单的制作方式前后各一纸圈黏贴于吸管，再分别以圆周、四方、三角，三种造型与前大后小、前小后大等模式试验丢掷探讨哪一种方式可得最远距离，研究发现：一、吸管飞行器圆形纸圈周长5cm对10cm纸圈在上丢掷飞行636cm与纸圈在下飞行623cm获得本研究最远飞行距离；其次为四方型纸圈边长4cm对2cm纸圈，再其次为三角纸圈吸管飞行器3 cm对4 cm组。二、本实验均以纸条宽度3cm做各类型吸管飞行器，为验证前人科展得奖作品亦做出做纸条宽度2cm为圆周造型飞行器，然该实验未说明其前后圆周大小为何，本实验分别做出纸条宽度2cm、3cm并各列举6种圆周长组合之吸管飞行器，其中以圆周长5cm对10cm纸圈飞行器，丢掷时纸圈需朝上飞得最远。三、透过本研究发现若想玩此类吸管飞行器可直接制作纸圈前周长小后周长大，前后两者大小不要差异太大的飞行器都可丢掷得较远距离。四、研究发现在微弱风力下，吸管飞行器仍可操作丢掷，于顺风情形下能获得较远的飞行距离。五、本研究建议往后可针对前后不同造型组合，例如：吸管前端纸圈在上，后端纸圈在下或是圆周与四方、 三角与圆周或三角与四方的造型组合、或是于吸管中间适度加装机翼等方式继续做实验研究。壹、研究动机 上学期在上氧气和二氧化碳单元，自然老师拿吸管让我们试验口中吹出的气体吹入 澄清石灰水会变浑浊，同学在试验完后将吸管准备拿去回收，老师说稍等，随手拿了两 个纸圈圈黏到吸管头尾两端，就往教室后方丢过去，吸管做的飞行器竟然可以飞！大家 很惊讶抢着说要试做玩一玩，下课后我请教老师，可以把圈圈改成四方形、三角形、或 是一前一后大小不一样的飞行器吗？或是装上三个圈或是圈圈朝上或朝下丢掷出去飞行 距离会一样吗？这样的吸管飞行器可以在有风的时候在户外丢掷会怎样飞行族和非？如 果做个风洞可以看出吸管飞行器是如何飞行的吗？一连串问题我想透过制作飞行器来解 答，老师告诉我不如找几个同学把这些问题变成科学研究题目，我找了几个同学一起来 研究研究。贰、研究目的 一、透过不同造型制作出能飞得最远的吸管飞行器。 二、比较三角形、正方形、圆形哪一种飞行器比较会飞。 三、检验以前的人做过最会飞的吸管飞行器是不是真的最会飞。 四、探究吸管飞行器适合在有风的户外场合飞行吗完。参、研究设备及器材 一、A4纸张 二、剪刀、胶带 三、吸管 四、皮尺 五、数位相机 六、风速计 七、纸箱 八、排风扇肆、研究过程或方法 一、哪一种简单模式的吸管飞行器最会飞？ 制作：在A4纸张上裁切宽度3cm的长纸条，分别取长度5cm、10cm、15cm、20cm 的纸条做出圆形前后大小一样的吸管飞行器，吸管长（）公分，在无风的走 廊上丢掷3次让它飞行，圆圈分别在上与在下方式丢掷，比较哪一种圆周长 的飞行器可以飞得比较远。 结果：各飞行器丢掷三次结果如下表 方式吸管纸圈在上丢掷吸管纸圈在下丢掷 纸圈圆周次数 结果5cm10cm15cm 20cm5cm10cm15cm20cm第一次320170200702702007070第二次27021013017030015032080第三次370300130200330130200130平 均32022615314630016019693 采用无条件舍去法，以下实验皆同 制作各类行吸管飞行器 二、前后大小不一样圆圈造型的吸管飞行器会飞得较远吗？ 实验：方法同上分别制作出：5cm对应10cm、15cm、20cm；10cm对应15cm、20cm 依此类推，在无风情况下，小圆周朝前大圆周在后，丢掷方式仍为朝上与朝 下各三次。 结果：1、小圆周朝前大圆周在后纸圈在上丢掷距离如下表 方式吸管纸圈在上丢掷 纸圈圆周次数 结果5cm10cm5cm 15cm5cm20cm10cm15cm10cm20cm15cm20cm第一次660325430300300250第二次630510250380310320第三次620435300330320300平 均636423326336310290 2、小圆周朝前大圆周在后纸圈圆周在下丢掷距离如下表 方式吸管纸圈在下丢掷 纸圈圆周次数 结果5cm 10cm5cm 15cm5cm20cm10cm15cm10cm20cm15cm20cm第一次610450310310220120第二次66058040031029090第三次600400290310300150平 均623476333310270120 三、研究步骤二与代表本县参加四十二届全国科展物理科得奖作品指出 ：前圆周小后 圆周大的吸管飞行器可以飞行得较远距离有相符合吗？ 实验：因为该实验未交代是以何种大小圆周对应制作吸管飞行器，本实验以周长 5cm对应10cm、15cm、20cm；10cm对应15cm、20cm；15cm对应20cm， 纸条宽度与该实验相同为宽度2cm，在无风情况下，小圆周朝前大圆周在后， 丢掷方式。 结果：1、小圆周朝前大圆周在后纸圈在上丢掷距离如下表 方式吸管纸圈在上丢掷 纸圈圆周次数 结果5cm 10cm5cm 15cm5cm20cm10cm15cm10cm20cm15cm20cm第一次510400220410330490第二次510390190410390550第三次500380300460390430平 均506390236426370490 2、小圆周朝前大圆周在后纸圈圆周在下丢掷距离如下表 方式吸管纸圈在下丢掷 纸圈圆周次数 结果5cm 10cm5cm 15cm5cm20cm10cm15cm10cm20cm15cm20cm第一次440340220370310380第二次450360230340290420第三次470340250340260410平 均453346233350286403 丢掷不同尺寸吸管飞行器比较以前的人做过实验与本实验的差异 四、若是把吸管飞行器改成大圆周在前，小圆周在后方式丢掷吸管飞行器会飞得较远吗？ 实验：把上述吸管飞行器改成大圆周在前小圆周在后方是丢掷并比较圆周朝上与圆周朝下两种方式丢掷各三次，纪录吸管飞行器的飞行距离。 结果：1、大圆周在前吸管朝上丢掷如下表 结果：1、大圆周在前纸圈圆周在上丢掷如下表 方式吸管纸圈在上丢掷 纸圈圆周次数 结果10cm 5cm15cm 5cm15cm10cm20cm5cm20cm10cm20cm15cm第一次390300120300130200第二次300300220220190200第三次33030080210190150平 均340300140243170183 2、大圆周在前纸圈圆周在下丢掷如下表 方式吸管纸圈在下丢掷 纸圈圆周次数 结果10cm 5cm15cm 5cm15cm10cm20cm5cm20cm10cm20cm15cm第一次35029011012013070第二次320290210130210110第三次280250210150200170平 均316276176133180116 大圆周吸管飞行器丢掷与飞行 五、把吸管飞行器改成边长分别为2cm、3 cm 、4 cm、 5 cm的四方形，纸圈朝上与朝 下丢掷吸管飞行器飞行距离会比圆形飞行器飞得远吗？ 实验：制作方式如步骤一，纸条宽度3 cm，分别以方行圈朝上与朝下方是丢掷。 结果：方形纸圈丢掷如下表 方式纸圈在上丢掷纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果2cm3 cm4 cm5 cm2cm3 cm4 cm5 cm第一次380300270250350280190140第二次300350290250380270170130第三次370330300250390240150140平 均350326286250373263170136 丢掷不同尺寸方形吸管飞行器 制作方形吸管飞行器 六、若是以方形圈周长前小后大方式丢掷，会有较远的飞行距离吗？ 实验：如实验步骤二方式纸圈以2cm对3cm、2cm对4 cm、2cm对5 cm；3 cm对4 cm、3 cm对5 cm； 4 cm对5 cm的方式对应方形圈分别朝上与朝下丢掷。 结果： 1、方形纸圈纸短边在前长边在后纸圈在上丢掷如下表 方式纸圈在上丢掷 纸圈边长次数 结果2cm 3cm2cm 4cm2cm5cm3cm4cm3cm5cm4cm5cm第一次250500200200210180第二次260450230270190150第三次270490250200200180平 均260480226223200170 2、方形纸圈纸短边在前长边在后纸圈在下丢掷如下表 方式纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果2cm 3cm2cm 4cm2cm5cm3cm4cm3cm5cm4cm5cm第一次250350290270230150第二次200370310300240180第三次240350290260230150平 均230356296276233160 七、若是把吸管飞行器改成长边方形纸圈在前，短边方形纸圈在后方式丢掷吸管飞行器 会飞得较远吗？ 实验：把上述吸管飞行器改成大长边方形纸圈在前短边方形纸圈在后方式丢掷并比 较纸圈朝上与朝下两种方式丢掷各三次，纪录吸管飞行器的飞行距离。 结果：1、方形纸圈长边在前短边在后纸圈在上之丢掷如下表方式 纸圈在上丢掷 纸圈边长次数 结果3m 2m4m 2m4m3m5m2m5m3m5m4m第一次200450270270330230第二次170520250200340200第三次180470230230270190平 均183480250233313206 2、方形纸圈长边在前短边在后纸圈在下丢掷如下表 方式纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果3m 2m4m 2m4m3m5m2m5m3m5m4m第一次170300270220300190第二次200300300230320200第三次230320250200290190平 均200306273216303193 制作各尺寸方形吸管飞行器 丢掷测距离 八、若是把吸管飞行器的纸圈改成正三角形制作与丢掷，它能飞行与飞行距离是多远？ 实验：以宽度2cm，制作边长分别为2cm、3 cm 、4 cm、 5 cm的正三角形吸管飞 行器纸圈朝上与朝下丢掷。 结果： 方式纸圈在上丢掷纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果2cm3 cm4 cm5 cm2cm3 cm4 cm5 cm第一次390240240200320260220180第二次350240230200340280200190第三次340240180180310270210190平 均360240216193323270210186 九、若是以三角形纸圈边长前小后大方式丢掷，会有较远的飞行距离吗？ 实验：如实验步骤二方式以纸圈边长2cm对3cm、2cm对4 cm、2cm对5 cm；3 cm 对4 cm、3 cm对5 cm； 4 cm对5 cm的方式对应三角形纸圈分别朝上与朝 下丢掷。 结果：1、短边三角形纸圈在前纸圈在上丢掷如下表 方式短边三角形纸圈在前纸圈在上丢掷 纸圈边长次数 结果2cm 3cm2cm 4cm2cm5cm3cm4cm3cm5cm4cm5cm第一次360430320410410320第二次380400360480430290第三次330410330480460280平 均356413336456433296 2、短边三角形纸圈在前纸圈在下丢掷如下表 方式短边三角形纸圈在前纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果2cm 3cm2cm 4cm2cm5cm3cm4cm3cm5cm4cm5cm第一次330380290430410310第二次320400300400420290第三次320360300420400290平 均323380296416410296 十、若是以三角形纸圈边长前大后小方式丢掷，会有较远的飞行距离吗？ 实验：如实验步骤八之方式以纸圈边长3m对2m、4m对2m、4m对3cm；5cm 对2cm、5cm对3cm； 5cm对4cm的方式对应三角形纸圈分别在上与在 下丢掷。 结果：1、长边三角形纸圈在前纸圈在上丢掷如下表 方式纸圈在上丢掷 纸圈边长次数 结果3m 2m4m 2m4m3m5m2m5m3m5m4m第一次150240200130230300第二次180190210120220350第三次160200230110230290平 均163210213120226313 2、长边三角形纸圈在前纸圈在下丢掷如下表 方式纸圈在下丢掷 纸圈边长次数 结果3m 2m4m 2m4m3m5m2m5m3m5m4m第一次150210230130200280第二次170200200120190270第三次16021021010190280平 均16020621386193276 十一、吸管飞行器可以在有风的户外丢掷飞行吗？ 实验：选择圆形、方形、三角形吸管飞行器飞行可达四公尺以上之飞行器于户外有风情况下分顺风与逆风丢掷试验能否顺利飞行。 结果：以各型吸管飞行器纸圈在上丢掷如下表 （风速每秒1.22.3公尺） 方式长边三角形纸圈在前纸圈在上丢掷 纸圈边长次数 结果圆形四方三角风向顺风逆风顺风逆风顺风逆风纸圈对应5cm 10cm（在下）5cm 10cm（在下）2cm 4cm（在上）2cm 4cm（在上）3cm4cm（在上） 3cm4cm（在上）第一次520210430200490190第二次550200490210470200第三次540190510250510170平 均536200476220490186 室外丢掷飞行 室外丢掷飞行 室外丢掷飞行十二、观察吸管飞行器在自治风洞内是如何飞行？ 制作与实验：利用纸箱制作风洞实验器，在纸箱一边装上马达风扇，把上述飞得 最远的圆型、方型、三角吸管飞行器利用缝衣线吊挂在风洞箱中开 启风扇马达，观察各吸管飞行器如何在逆风中飞行。 结果：如照片所示 照片说明制作简易风洞观察吸管飞行器如何在逆风下飞行或移动伍、研究讨论 一、研究发现前后纸圈大小相同的吸管飞行器，圆周长越小飞行距离越远，圆周5cm的飞行器可飞行300cm比10cm、15cm、20cm都飞得远，且研究发现纸圈在上丢掷飞行320cm比纸圈在下飞行300cm飞得远。 二、实验结果发现制作小圆周在前大圆周在后以5cm对应10cm、15cm、20cm；10cm对应15cm、20cm；15cm对应20cm方式丢掷笔较飞行距离，发现仍以最小圆周5cm对10cm的吸管飞行器飞得最远，而纸圈在下却比纸圈在上飞得远，纸圈在下平均三次飞行距离636m、纸圈在上飞行距离623cm。 三、制作小圆周在前大圆周在后的实验与本县42届科展物理科得奖作品得出相同的结果，惟该得奖实验没有指出它的前后圆周大小，亦未说明圆周是朝上或朝下方式丢掷，本研究发现纸条宽度2cm或3cm做成的吸管飞行器，小圆周在前大圆周在后，前后纸圈组合为5cm对10cm丢掷时纸圈朝上能获得最远飞行距离。 四、实验发现以大圆周在前小圆周在后方式丢掷仍以10cm对应5cm这组飞行最远，纸圈在上丢掷距离340cm比纸圈在下丢掷飞行距离远，但两者飞行距离最远仅有3公尺左右无法突破4公尺。 五、把纸圈改成2 cm 、3 cm、 4 cm、5 cm四方形，以边长2cm飞得最远；2cm纸圈在下丢掷平均三次飞行373cm比纸圈在上飞行350cm还要远。 六、方形纸圈短边长对长编组合的吸管飞行器，发现前边长2cm后边长4cm组飞行480cm 比前边长2cm后边长3cm组飞行260cm还要远，但是纸圈在上飞行480cm比纸圈在 下356cm飞得远。 七、方形吸管飞行器长边在前短边在后，仍以4cm对2cm这一组飞行距离最远，纸圈在上丢掷飞行520cm，纸圈在下丢掷飞行480cm。 八、把吸管飞行器纸圈改为三角形发现，前后纸圈都是边长2cm飞行距离360cm最远， 而纸圈在下飞行距离323cm，比纸圈在上360cm飞行距离近。 九、三角形纸圈吸管飞行器以短边对应长边发现以3 cm对4 cm组合飞行距离456cm较 远。而比较纸圈在上与在下方式丢掷，在上飞行456cm，纸圈在下飞行416cm。 十、研究发现若把三角吸管飞行器以长边在前短边在后方式丢掷，5cm对4cm组纸圈在 上飞行距离最远313cm，而纸圈在下飞行276cm。 十一、研究发现各造型吸管飞行器仍可于弱风情况下于顺风方式获得400cm以上的飞行 距离，逆风仅能飞行200cm， 十二、透过风洞可了解吸管飞行器在空气中飞行的方式，但研究发现可能是风扇马达力 道不足，若是想透过烟雾实验看清楚飞行器周遭气流的流动，无法完成，所以本实 验改缝衣线将吸管飞行器吊挂于风洞内做观察，仍可看到吸管飞行器于空气中飞行 摆动模式。 陆、研究结论 一、研究发现各类型纸圈吸管飞行器，以圆形纸圈吸管飞行器周长5cm对10cm纸圈在上飞行551cm与纸圈在下飞行483cm获得本研究最远飞行距离；其次为四方型纸圈边长4cm对2cm纸圈在上丢掷飞行520cm，纸圈在下丢掷飞行480cm，在其次为三角纸圈吸管飞行器3 cm对4 cm组，纸圈在上飞行456cm，纸圈在下飞行416cm。 二、本实验都是以纸条宽度3cm做各类型吸管飞行器，为验证42届科展得奖作品亦做出做纸条宽度2cm为圆周造型飞行器，然该实验未说明其前后圆周大小为何，本实验分别做出纸条宽度2cm、3cm并各列举6种圆周长组合之吸管飞行器，其中以圆周长5cm对10cm纸圈飞行器，丢掷时纸圈需朝上飞得最远。 三、由结论一得知比较圆形、方形与三角形纸圈吸管飞行器发现，前小后大方式组合， 两者周长相差一二级者纸圈朝上丢掷可以获得较远的飞行距离。因此本研究建议若 想玩此类吸管飞行器可直接制作纸圈前周长小后周长大，前后两者大小不要差异太 大的飞行器都可丢掷得较远距离。 四、研究发现在微弱风力下，风速每秒约1.22.3公尺，吸管飞行器仍可操作丢掷，但需于顺风情形下较能获得比较远的飞行距离。 五、本研究以制作最简单的前后两个纸圈的吸管飞行器做实验研究，建议往后研究可针 对前后不同造型组合，例如：吸管前端纸圈在上，后端纸圈在下或是圆周与四方、 三角与圆周或三角与四方的造型组合、或是于吸管中间适度加装机翼等方式继续做 实验研究，相信会有另类实验成果展现。柒、参考数据及其它 一、许良荣，民98，玩出创意：120个创新科学游戏，五南出版社，台北市。 二、看谁的吸管飞最远简易飞行器 .tw/works/energy/_html/teach_web/work/work004.doc 三、小林昭夫（2003），图解飞机的构造与原理，世茂出版社，台北新店。 四、国家纸飞机全集制作组，民91，纸飞机DIY，国家出版社，台北市。 制作吸管飞行器 制作吸管飞行器 纪录与剪裁 测量吸管长度与标记分类吸管飞行器 圆形 四方形 三角形 地面上有标示距离可直