科別 物理科 組別 國小組 作品名稱 飛越無常...
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科別:物理科
組別:國小組
作品名稱:飛越無常-紙飛機
關 鍵 詞:紙飛機、發射器、機翼
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壹、 研究動機
在三年級時,學校舉辦了紙飛機比賽,誰的飛機飛得最遠,即是第一名。每個
人的飛機都長得不一樣,有的飛得遠,有的一下子就降落到地面上了,還有一
些則是轉了一圈,飛到離終點線較遠的地方去了。因為這個活動,讓我們對紙
飛機產生了興趣,如何才能讓紙飛機飛得更遠,是機翼的關係呢?還是紙的重量?
於是我們將紙飛機作為這次科展的研究題目。
貳、 研究目的
一、探討如何製作發射器。
二、探討不同折法的飛機對飛機飛行的影響。
參、 研究設備及器材
A4 紙、塑膠尺、膠帶、鐵尺、橡皮筋、40 公分長尺
肆、 研究過程及方法
一、搜尋製作發射器的方法,從中挑選出可參考之方式並加以改良。
二、尋找適合的場地進行試飛,比較人力發射和發射器發射的差異。
三、蒐集有關製作紙飛機的書籍和網站,從中挑選 10 架不同的紙飛
機。
四、分配工作,準確紀錄紙飛機飛行狀況。
五、探討影響紙飛機飛行距離的因素。
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伍、 研究結果
一、製作發射器原因
因飛機發射出去的力量會影響到飛機的飛行距離,我們考慮到如果用人力
的方式發射飛機,會有力量不一樣、方向、角度以及高低不同的問題,因此我
們決定製作發射器。一開始先在網路上搜尋相關知識,在 YOUTUBE 上看到關
於發射器製作的方法,因此參考了此影片的方式,並加以改良。
圖一、上網收集資料
圖二、看完影片後進行討論
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二、設計成果
下圖是我們畫的發射器設計圖,利用有圓孔的長尺,套上橡皮筋之後,將
橡皮筋套上尺的另一端即可發射。
圖三、發射器設計圖
圖四、完成後進行試驗
圖五、試射幾次後進行討論
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三、將我們所製作的發射器與使用人力發射的方式做比較。
發射
方法 人力發射 發射器發射
飛機
號碼 1 2 3 1 2 3
第一
次 99 cm 239 cm 232 cm 502 cm 310 cm 265 cm
第二
次 97 cm 242 cm 196 cm 490 cm 325 cm 269 cm
第三
次 270 cm 40 cm 180 cm 585 cm 361 cm 276 cm
第四
次 272 cm 308 cm 276 cm 640 cm 344 cm 300 cm
第五
次 114 cm 172 cm 204 cm 497 cm 380 cm 331 cm
平均 170.4 cm 200.2 cm 217.6 cm 542.8 cm 344 cm 288.2 cm
表一、不同發射方式結果
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四、將每架飛機每次發射的距離和平均距離作比較,再求出平均值。
發射
方式 機號
發射
次數
發射
距離
平均
距離
與平均
距離之
差距
總
平
均
人
力
發
射
1
第一次 99cm 170.4cm 71.4cm
80.48
cm
第二次 97cm 170.4cm 73.4cm
第三次 270cm 170.4cm 99.6cm
第四次 272cm 170.4cm 101.6cm
第五次 114cm 170.4cm 56.4cm
2
第一次 239cm 200.2cm 38.8cm
75.36
cm
第二次 242cm 200.2cm 41.8cm
第三次 40cm 200.2cm 160.2cm
第四次 308cm 200.2cm 107.8cm
第五次 172cm 200.2cm 28.2cm
3
第一次 232cm 127.6cm 104.4cm
96
cm
第二次 196cm 127.6cm 68.4cm
第三次 180cm 127.6cm 52.4cm
第四次 276cm 127.6cm 178.4cm
第五次 204cm 127.6cm 76.4cm
發
射
器
發
射
1
第一次 502cm 542.8cm 40.8cm
55.76
cm
第二次 490cm 542.8cm 52.8cm
第三次 585cm 542.8cm 42.2cm
第四次 640cm 542.8cm 97.2cm
第五次 497cm 542.8cm 45.8cm
2
第一次 310cm 344cm 34cm
21.2
cm
第二次 325cm 344cm 19cm
第三次 361cm 344cm 17cm
第四次 344cm 344cm 0cm
第五次 380cm 344cm 36cm
3
第一次 265cm 288.2cm 23.2cm
21.84
cm
第二次 269cm 288.2cm 19.2cm
第三次 276cm 288.2cm 12.2cm
第四次 300cm 288.2cm 11.8cm
第五次 331cm 288.2cm 42.8cm
表二、不同發射方式距離與平均距離之差距
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0
20
40
60
80
100
1 2 3
人力發射
發射器發射
圖六、
人力發射與發測器發射之比較圖
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五、十架飛機樣貌
機
號 名稱 正面圖片 反面圖片
1 二重飛機
2 箭
3 爆烈飛機
4 音速飛機
5 火箭機
6 魷魚機
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7 噴射飛機
8 海鷗機
9 滑翔機
10 蝙蝠機
表三、10 架飛機樣貌
圖七、探討飛機摺法
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圖八、探討飛機摺法
圖九、佈置飛機飛行場地
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圖十、紀錄飛機飛行結果
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六、飛機飛行結果
機
號 名稱
長度
(cm)
寬度
(cm)
第
一
次
第
二
次
第
三
次
第
四
次
第
五
次
平
均
值
總
名
次
1 二重飛機 20 13.5 180cm 240cm 260cm 164cm 349cm 238.6cm 7
2 箭 23.3 7.2 378cm 295cm 382cm 312cm 413cm 356cm 5
3 爆烈飛機 26 15.3 647
cm 530cm 450cm 568cm 617cm 562.4cm 1
4 音速飛機 29 8.5 177
cm 422cm 337cm 520cm 336cm 358.4cm 3
5 火箭機 31 11.5 562
cm 534cm 638cm 463cm 453cm 530cm 2
6 魷魚機 23 12.5 511
cm 300cm 280cm 318cm 372cm 356.2cm 4
7 噴射飛機 18 9.8 73 cm 91cm 74cm 88cm 135cm 92.2cm 10
8 海鷗機 19.2 15.4 210
cm 145cm 258cm 232cm 181cm 205.2cm 8
9 滑翔機 13 18 58 cm 127cm 131cm 99cm 225cm 128cm 9
10 蝙蝠機 17.8 18.2 431
cm 300cm 175cm 358cm 419cm 336.6cm 6
表四、10 架飛機飛行結果
0
100
200
300
400
500
600 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
圖十一、10 架飛機平均飛行距離結果比較圖
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0
5
10
15
20
25
30
35 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
圖十二、10 架飛機長度比較圖
0
5
10
15
20 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
圖十三、10 架飛機寬度比較圖
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陸、 討論
一、人力發射與發射器發射何者較佳?
(一)人力發射:
1. 發射使用的力量較大時,飛機可以飛得比較遠。
2. 發射時,手持飛機的位置每次都不一樣。
3. 發射的高低位置無法固定。
4. 發射的角度無法固定。
5. 發射的力量無法固定。
3. 發射的前後位置無法固定。
(二)發射器發射:
1. 因橡皮筋拉長的長度相同,容易固定發射的力量。
2. 橡皮筋彈射出去時,容易影響到飛機的尾部形狀。
3. 橡皮筋較短,不容易套到尺的後端。
4. 有些飛機的形狀不適合使用發射器發射。
5. 容易固定發射的高低位置。
6. 容易固定發射的前後位置。
7. 飛機沿著尺彈射出去,容易固定發射的角度。
(三)結論:
經過實驗後,我們決定使用發射器來進行發射,並做出下面幾點的調整。
1. 將橡皮筋的長度拉長,使用三條橡皮筋接在一起,使橡皮筋可
較容易套到尺的後端。
2. 在橡皮筋的後端套上瓦楞紙,使橡皮筋彈射出去時,較不會傷
害到飛機的形狀。
3. 將尺放在桌子上進行發射,更好固定發射的高低與前後位置。
4. 在桌子前放置鐵尺,容易測量飛機飛行的距離。
5. 調整飛機的形狀,讓飛機呈現 w 形狀。使飛機容易架在尺上進
行發射。
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二、不同折法的飛機對飛機飛行的影響?
(一)場地:
1. 選擇無風的場所。
2. 選擇空曠的場所,避免飛機飛行時碰撞到牆壁。
(二)測量方法:
1. 採分工方式,一人使用發射器發射飛機、兩人測量、一人紀錄。
2. 固定發射定點,於地板上標示發射人員的站立位置。
3. 於地面標示 0、100、200、300 到 1000 的記號,方便測量飛機
飛行距離。
(三)飛行結果:
1. 飛機長度越長,可飛行的較遠,飛機長度越短,可飛行的距離
較短。
2. 飛機寬度越寬,飛機未必飛比較遠。
3. 小型的飛機飛得較近,大型的飛機飛得較遠。
4. 會轉彎的飛機飛行距離較不穩定。
5. 尖頭的飛機飛得比較遠,但較不穩定。
6. 機翼較大的飛機,飛得距離較短。
7. 機翼兩邊往下折的飛機,飛行時非直線。
柒、 結論
一、製作發射器
經過人力發射及發射器發射的比較,如欲測量飛機飛行的距離,以較穩定
的發射器發射之方法較佳。為了材料取得方便,以及製作方法容易,我們選擇
長尺、橡皮筋及瓦楞紙來製作。
(一)選擇有圓孔之長尺。
(二)將橡皮筋三條結合在一起。
(三)將橡皮筋穿過圓孔固定。
(四)在橡皮筋的另一端黏上一片瓦楞紙固定。
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圖十四、在發射器尾端加上瓦楞紙
圖十五、使用 3 條橡皮筋接在一起
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二、紙飛機本身對飛機飛行的影響
(一)飛機長度對飛機飛行的影響
依實驗結果看,飛機長度較長的飛機可以飛得比較遠,飛機長度較短的飛
機飛行距離較短。
(二)飛機寬度對飛機飛行的影響
依實驗結果看,飛機的寬度與飛機飛行的距離較無相關。
(三)飛機大小對飛機飛行的影響
依實驗結果看,較大型的飛機飛得較遠,較小型的飛機飛得距離較短。
(四)機翼對飛機飛行的影響
1.當飛機機翼左右同時往下折時,飛機飛行時會轉彎。
2.機翼較大的飛機,因阻力較大,飛行距離較短。機翼較小的飛
機,因飛行時較無阻力,飛行距離較長。
(五)機頭對飛機飛行的影響
機頭較尖的飛機飛行距離較不穩定,因飛機降落時機頭容易損壞,容易影
響到飛行距離。
捌、 參考資料及其他
一、http://www.youtube.com/watch?v=IvyJN9n3FfY 2012/11/26
二、http://163.30.84.1/~playgame/theme_29.html 2012/12/28
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嘉義市宣信國小科學研究社社團專題實驗紀錄表
紀錄:柯景文 日期:101 年 11 月 16 日
一、 研究動機
有一次在 youtube 看到有關紙飛機的影片,結果無意間發
現了一個影片,就是有一個小朋友,他折了一種紙飛機,不管
怎麼射都會射回,我們覺得很好奇,想研究看看。
二、 研究目的(問題)
1.機翼的形狀是否讓飛機轉彎。
2.機身的長度是否讓飛機轉彎。
3.機翼的角度是否讓飛機轉彎。
三、 研究器材與工具
A4 紙、廣告紙、色紙
紀錄:張祐豪 日期:101 年 11 月 23 日
一、問題:如何製作發射器
二、研究方法:
上 youtube 找適合的發射器,結果發現,橡皮筋加上 40
公分的呎和 2B 筆頭發發射器。
三、結果
機身折成倒 W 的形狀,讓凹處可靠在尺的邊緣。
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紀錄:王柏凱 日期:101 年 11 月 30 日
一、問題:製作紙飛機並命名
二、研究方法:
上網尋找製做紙飛機的方式。
三、結果
製做出一架飛機並命名「二重飛機」。
紀錄:許庭碩 日期:102 年 03 月 15 日
一、問題:完成 10 架飛機並命名
二、研究方法:
利用 A4 紙製作出 10 種不同的飛機。
三、結果
幫飛機命名,有箭、爆烈飛機、音速飛機、火箭機、魷魚
機、噴射飛機、海鷗機、滑翔機、扁輻機。
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紀錄:柯景文 日期:101 年 03 月 22 日
一、問題:使用發射器射飛機。
二、研究方法:
1.找到適合的場地,因為場地要夠大,但又要避免有風,
決定在中走廊試射。
2.分配工作:王柏凱紀錄、柯景文發射飛機、張祐豪測量、許庭
碩準備飛機、撿飛機。
三、結果
完成 2 架飛機試射 10 次。
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紀錄:張祐豪 日期:101 年 04 月 12 日
一、問題:使用發射器射飛機。
二、研究方法:
1.為了讓射飛機的速度可以加快,射飛機的順序改變,射完 1
號換 2 號,一直到 10 號,再重新來。
2.方便測量,在地上標示 100、200、300 到 1000 的標示。
三、結果:
完成 10 架飛機試射 3 次。
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紀錄:王柏凱 日期:101 年 04 月 19 日
一、問題:影響飛機飛行距離的原因。
二、研究方法:
1.把測量的數據紀錄在 word 檔上。
2.思考什麼方式可以一次看清楚飛機非行距離的排名,決定用
長條圖來表示。
三、結果:
1.利用長條圖比較每架飛機飛行的距離。
2.發現飛機的大小會影響飛機飛行的距離。
3.發現飛機的長度會影響飛機飛行的距離。
4.發現飛機的機翼會影響飛機飛行的距離。
5.發現飛機的機頭和飛機飛行的距離沒有關係。
6.發現飛機的寬度和飛機飛行的距離沒有關係。