科學遊戲—創意作品.docVIP

科學創意遊戲作品 《《走馬燈》》 指導教授：黃湃翔教授 大仁二技長青學分班 EB9912064 7號 OOO 100年5月 科學創意遊戲作品—走馬燈 壹.單元目標 本單元的學習目標是幫助學生瞭解熱空氣上升的原理；運用熱空氣上升的原理，設計與製作走馬燈。走馬燈的旋轉是運用《熱氣流向上》的原理，熱氣流向上推動紙杯上的葉片，產生旋轉。在製作紙杯走馬燈時，我們發現有的走馬燈轉得快、有的轉得慢，致使我們想找出究竟是什麼樣的因素造成走馬燈轉動速度的快慢。我們測試了葉片的位置與大小、不同的火力、不同的支撐物體，能否加快轉動速度。經過我們實驗發現：紙杯杯身部分的葉片面積大、葉片往內摺、葉片開在上方或杯底、葉片的角度為45度，都可以讓紙杯轉得較快。葉片的數量卻不能太多，同面積下以8片葉片最佳。在支撐點部分，當然是讓摩擦力越小越好，所以支撐的物體可以使用縫衣針，而在紙杯上的支撐點用做衣服的金屬暗即可，也可以讓支撐點不易破損。走馬燈轉動的力量是哪裡來的？1.一般走馬燈分為內外兩層；內層是一個圓柱體的中空轉筒轉筒內可以點燈泡或蠟燭，在轉筒的側面畫有多種圖案上底面有許多像風扇葉片的構造；外層是一個罩子；當轉筒轉動時好像是馬車在跑動一樣，所以叫做走馬燈。 2.當我們將走馬燈內的燈火點亮時，轉筒就會自動地轉起來，但是剛開始時是慢慢地動，大約過了二十秒以後就轉得很順暢，如果把手放到葉片上方的位置，會覺得有熱氣而且溫度很高；當我們把燈火熄滅轉筒轉動就會變慢而停下來，而且葉片上方的熱氣也就消失 二.轉筒內的熱氣怎樣推動葉片？ 由於燈火所產生的熱氣不易觀察，於是我們就利用以前學空氣對流實驗時所用到的線香，我們特別用透明的寶特瓶和塑膠筒做成一個走馬燈轉筒，並且利用線香的煙來顯示熱氣在轉筒內流動的情形，結果發現：熱煙在轉筒中迅速的上昇，當碰到上底面葉片的阻擋時就順著葉片的缺口角度方向噴出，好像有一股推力 2.『走馬燈是我們中國人一項很古老的奇技，而且製作的技巧通常也是口傳心授或是全憑模仿；一般人對於轉動的道理沒有深入的去探討，就像我們中國許多古老的科學知識一樣被遺忘。 從我們實驗與討論的結果了解：走馬燈會轉動原來是由於燈內熱源加熱轉筒內的空氣，使得氣體膨脹上昇產生氣流，再推動葉片帶動轉筒轉動。走馬燈燈內的熱源越大，且位置越接近下方底部，加大葉片的面積，將葉片的角度彎到45度，並且葉片的位置量做在靠近圓周的邊上，甚至增多葉片的數量，都會使走馬燈轉動的速率得到較好的效果 延伸『熱』的相關概念 熱會使物體的溫度改變，而熱在不同的物體間，有傳導、對流、 輻射等不同的傳播方式。 傳導：熱會透過物質，從溫度高的地方傳到溫度低的地方。 對流：氣體和液體藉著受熱上升、遇冷下降的方式傳熱。 輻射：不靠空氣、水或其他物體就能傳熱。 實驗的圖片： 【附圖一】↓風車與蠟燭的實驗 【附圖二】↓製作走馬燈所需要的材料 【附圖三】↓拿一個紙杯先割出兩個開口 【附圖四】↓用杯子的底部畫一個圓圈 【附圖五】↓把圓圈剪下來，對折後當直徑 【附圖六】↓隨興畫出兩條直徑，而這兩條 直徑的交點，就是圓心。 【附圖七】↓再拿另一個紙杯 ，確實畫好葉片位置 【附圖八】↓然後仔細割開葉片 【附圖九】↓利用暗釦固定提線 【附圖十】然後將燈罩和燈座黏貼 【附圖十一】↓以雙生筷當提把， 放上蠟燭點燃即成。 【附圖十二】↓約30秒後，走馬燈就開始 動囉！真是皆大歡喜。 （註：注意照片中燈的畫面是模糊的，那是因為走馬燈在轉哦！） 小朋友，大家快來玩走馬燈哦！