题目简易水上求生术----铁丝也能定方向

1、題目:簡易水上求生術-鐵絲也能定方向壹、摘要珍珠板重量輕,密度較均勻,利用珍珠板來研究指針的轉動,比一般用葉片作底,較能保持操作變因.根據我們實驗結果發現影響指針轉動時間的因素有:一、珍珠板或保麗龍板的重量越輕,面積越小,形狀越接近圓形,阻力越小.二、指針長度越長者,轉動時間越短.三、指針磁化時間長短不影響轉動時間貳、研究動機曾在電影中看過.主角們在野溪旁.為了確定方向.所以將懷錶的指針取下.放在葉片上.再 把葉片放置在一處水灘上.使其旋轉.等到靜止不動時.就可以確定方向了.當時覺得這個裝置好 神奇喔.指針竟然會動.其實仔細想想.這個裝置的原理和指南針差不多.後來有機會參加科展,便利用這次機會

2、,更進一步的去探討這個裝置, 看看會有什麼樣的因素使指針轉動的時間發生變化.參、研究目的一、了解厚度不同的保麗龍板在水中阻力大小的變化二、了解形狀不同的珍珠板在水中阻力大小的變化三、了解面積不同的珍珠板在水中阻力大小的變化四、了解磁化時間不同對鐵絲的影響五、了解不同長度的鐵絲,磁化效果的不同 肆、研究設備及器材指南針2個 保麗龍板2大片 珍珠板2大片 鐵絲1綑 酒精燈 試管夾 磁力機 水盆1只 量角器 油性筆 火柴1盒伍、研究過程或方法一、測量厚度不同的保麗龍板轉動的時間(三)依序放入面積相同.厚度不同的保麗龍板,並將磁針放上保麗龍板上(四)用塑膠鑷子將磁針轉到東西向(五)放開保麗龍板,並且計

3、時(六)重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值二、測量形狀不同的珍珠板轉動的時間(三)依序放入質量相同.形狀不同的珍珠板,並將磁針放上珍珠板上(四)用塑膠鑷子將磁針轉到東西向(五)放開珍珠板,並且計時(六)重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值三、測量面積不同的珍珠板轉動的時間²的珍珠板各一塊 (三)依序放入厚度相同.面積不同的珍珠板,並將磁針放上圓形珍珠板上 (四)用塑膠鑷子將磁針轉到東西向 (五)放開珍珠板,並且計時 (六)重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值四、測量鐵絲磁化時間不同的偏轉時間 (三)依序放入每一輪的鐵絲在圓形珍珠板上 (四)用塑膠鑷子將

4、磁針轉到東西向 (五)放開珍珠板,並且計時(六)重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值五、測量鐵絲長度不同磁化後的偏轉時間 (一)測量磁化前,質量相同.長短不同的鐵絲放在圓形珍珠板上,對轉向南北向的時間4.用塑膠鑷子將磁針轉到東西向 5.放開珍珠板,並且計時 6.重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值(二)測量磁化後,質量相同.長短不同的鐵絲放在圓形珍珠板上,對轉向南北向的時間4.用塑膠鑷子將磁針轉到東西向 5.放開珍珠板,並且計時 6.重複進行五次實驗,並紀錄轉動時間,求出其平均值註:鐵絲密度相同,而質量不足者,加上黏土補足。陸、研究結果一、厚度不同的保麗龍轉動的時間保麗龍厚

5、度(mm)保麗龍質量(g)轉動時間(秒)時間平均值(秒)第一次第二次第三次第四次第五次30.0824'5128'0027'1225'9626'9726'51250.1425'1629'1328'8827'3225'5927'21670.1831'0733'0734'8133'3433'9433'24690.2134'6433'1932'2532'4535'0733'52110.2732'3234&

6、#39;7535'8235'6030'8433'866保麗龍板面積:4.5*4.5=20.25二、形狀不同得珍珠板轉動的時間形狀轉動時間(秒)時間平均值第一次第二次第三次第四次第五次(秒)正三角形16'7721'6719'6918'1117'6918'786正方形15'4414'7714'0014'2513'1214'316圓形12'4310'3614'5710'879'3111'508珍珠板質量=0.20g; 圓形珍珠

7、板直徑4cm三、面積不同正方形的珍珠板轉動的時間面積(c)質量(g)轉動時間(秒)時間平均值(秒)第一次第二次第三次第四次第五次40.064'104'094'784'944'534'48890.1412'0011'4111'9412'2911'6711'862160.2118'0319'0618'3419'1118'6318'634250.3734'5634'9134'5933'9834'7334'542

8、360.5558'3559'9058'8462'9358'7659'756四、鐵絲磁化時間不同使珍珠板的轉動時間磁化時間(秒)轉動時間(秒)時間平均值(秒)第一次第二次第三次第四次第五次0151'79153'01155'89151'94141'76150'09234'2636'0436'4533'8835'5035'23530'8933'3830'9432'6932'6630'641030'083

9、1'1431'0332'6927'4430'482030'0030'1432'5325'6931'4429'96鐵絲長度=4cm五、鐵絲長度不同帶動保麗龍轉動的時間1.磁化前鐵絲長度(cm)轉動時間(秒)時間平均值(秒)第一次第二次第三次第四次第五次384'67212'40173'30175'00161'51161'38577'8893'50100'0199'0785'1490'12760'7159

10、9;6560'0866'8258'0761'0662.磁化五秒後,帶動保麗龍轉動的時間鐵絲長度(cm)轉動時間(秒)時間平均值(秒)第一次第二次第三次第四次第五次343'0745'8444'8246'5347'1945'49527'7225'1326'3426'0724'9326'038719'4117'5616'6919'9118'6918'452柒、討論一、探討厚度不同的寶麗龍板在水中的轉動速度在厚度不同而面積相同的

11、寶麗龍板放上相同的磁針磁針,可發現:越薄的寶麗龍板轉動的時間越短,且厚度達7mm之後,轉動的時間並不再明顯地增加。實驗中,轉動快慢為:厚度3mm5 mm7mm9mm11mm。 二、探討形狀不同的珍珠板在水中的轉動速度在形狀不同而面積即質量相同的珍珠板上放上磁針,由圖二可知時間長短為-正三角形正方形圓形(時間由長到短)即轉動速度為: 圓形正方形正三角形（圓形的轉動效果最好）。 三、不同面積的珍珠板在水中的轉動速度將磁針放在面積不同而厚度相同的珍珠板上,使其偏轉,由實驗結果可得知轉動的時間長短為:36cm²25cm²16cm²9cm²4cm²即面積

12、越小,轉動的速度越快。四、探討鐵絲磁化秒數不同使珍珠版在水中轉動的時間使用磁化秒數不同的鐵絲放在珍珠板上,由實驗結果可知,磁化前後,鐵絲轉動的時間差別很大,而磁化時間越久,雖然珍珠板轉動的速度越快,但磁化5秒至20秒的差別並不大。五、鐵絲長度不同的磁化情形 (一)磁化前用長短不同的鐵絲放在珍珠板上,由實驗結果可發現時間由長到短為:鐵絲長度3mm5mm7mm。 (二)磁化後用長度不同且磁化後的鐵絲放在珍珠板上,由實驗之結果可得知時間由長到短為: 鐵絲長度3mm5mm7mm。所以磁化後的轉動效果較磁化前為佳,且鐵絲長度越長,轉動的速度越快。捌、結論一、 在生活中,有指南針可指引我們辨別方向,若到了

13、野外,卻忘了攜帶指南針,則由實驗可知:只要身上有細長的磁性物質,如鐵絲、髮夾或縫衣針,再加上輕薄的板子,如寶麗龍板、塑膠板甚至是隨手可得的葉片,將之放在水中,即可知道南北方了。二、 寶麗龍的厚度小,使其質量小、正向力小,因此產生較小的摩擦力,轉動更靈敏三、 質量越大的寶麗龍雖轉動越慢,但寶麗龍質量大於0.18g之後,卻不會影響太多,然而面積越大、質量越大的寶麗龍轉動的時間卻差異甚大,表示接觸面積也會影響水的阻力:面積越小,則阻力小,因此轉動較快四、 質量相同的寶麗龍使正向力相同,但接觸的形狀也會影響水中的阻力,由實驗可知:圓形的板子阻力較小,其偏轉情形較正方形及三角形為佳五、 未磁化的鐵絲即能帶動珍珠板偏轉,但磁化後的效果更佳,而磁化時間不需太久,因磁化的時間對於磁力的大小影響不大六、 鐵絲越長,產生的轉動效果越好,表