【精品】高雄市光武国小98年度区域资优教育方案47

【精品】高雄市光武国小98年度区域资优教育47 高雄市光武國小98年度區域資優教育方案 <生活科學(玩科學)實驗探索部份> 基礎班研習手冊 學校: 國小 學生姓名: 11 編號: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:乾冰昇華砲彈(固體二氧化碳)—:本實驗得全程戴手套: <實驗一>.乾冰快跑 先備概念:乾冰固體大約是攝氏零下78度左右,攝氏零下78度以上就會昇華成二氧化碳氣 體,乾冰產生的透明氣體，二氧化碳，大約是零下20度,而且是原來固體體積 的750倍。 1. 用筷子挾取一塊牛奶糖大小的乾冰在空中,觀察乾冰的面會不會冒出煙霧, ,如果會冒出煙霧,煙霧是向上還是向下, 2. 取出一塊乾冰及冰塊放在壓克力板上,同時從斜板的同一個位置上溜下,結果 會先溜下到達平面。為什麼: 3. 將乾冰放在不鏽鋼的湯匙上,結果乾冰會不會跳動, ,有沒有尖銳的金屬 撞擊聲, :像不像恐怖的金屬樂團, : 4. 將二支湯匙上下蓋住一粒乾冰,約 分鐘,湯匙就結冰了。 動動腦: 1.乾冰的表面為什麼會冒出煙霧, 2.乾冰的表面冒出的煙霧為何會向往下降? 3.為什麼壓著乾冰的湯匙表面會結冰? <實驗二>.乾冰能滅火嗎, ,〃用筷子挾取一塊牛奶糖大小的乾冰放在乾躁的小廣口瓶中,觀察廣口瓶中有沒有白霧 產生, ,約一分鐘後將燃燒的線香插入,結果線香的火焰會不會熄掉, ,〃取一小塊乾冰放在澄清的石灰水中,結果澄清的石灰水會不會變成乳白色, 科學啟示:二氧化碳可以，滅火，,還可以使澄清的石灰水變成，乳白色，,乾冰能由固體直接 12 變成氣體,稱為，昇華，,這些氣體就是，二氧化碳，。 <實驗三>.乾冰在冷水或熱水中產生的氣體比較多, ,〃將一小塊乾冰放在常溫的水和攝氏85度左右的熱水中,結果乾冰在常溫的水中會不會 冒煙霧, ,在攝氏85度左右的熱水中會不會冒煙霧, ,〃乾冰在冷水或熱水的環境中,那一種環境所產生的霧比較多, ,為什 麼, <實驗四>.乾冰砲製作 過程:將一塊乾冰放入底片盒中,蓋緊蓋子,約 分鐘後,底片盒會爆開,就像放鞭炮一 樣。 動動腦:將乾冰放入底片盒中,蓋緊蓋子,為什麼底片盒會爆開, , 請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出, , 13 14 <實驗五>乾冰的色彩世界,全程戴手套, 先備概念, 1. 藍色指示劑遇酸會變黃,遇鹼性及中性物質則不變, 2. 含有花青素的紫高麗汁遇酸會變紅,遇鹼變藍或變綠,遇中性物質則 不變 3. 酚太的水溶液遇到鹼性的物質會變成粉紅色,遇到酸性及中性的物質 仍然是透明的。 1. 將半顆乾冰加入紫高麗菜汁(藍紫色)中,結果高麗菜汁會變成 色,會不會 冒出煙霧, 煙霧是什麼色的, 2. 將半顆乾冰加入藍色指示劑中,結果藍色指示會變成 色,會不會冒出煙 霧, 煙霧是什麼色的, 色 3. 在透明的酚太水溶液(500CC)中放入一粒的氫氧化鈉,攪拌一下,結果水溶液會 變成什麼色, 色,將變色的水溶液放入一小粒的乾冰,結果水溶液會變 成什麼色, 4. 用一支吸管在小杯的藍色指示劑中吹氣,結果藍色指示會變成 色,會不會 冒出煙霧, 動動腦:綜合以上活動,可知乾冰的化學性質是 性,填酸或鹼,,為什麼, 答, 學習表現: 15 光武國小98年度執行區域資優教育方案~ 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱,電池探索 <實驗一>燒鐵:用電池點火: 基礎概念:,〃燃燒三要件是具備可燃物、助燃物:氧氣:及達到燃點:燃燒的溫度: ,〃細鋼棉表面存有可以燃燒的，碳化，物質 3〃鐵線很細,故電阻較大。電阻愈大愈容易產生熱。 實驗步驟:1〃取一團鋼棉放在蠟燭上燃燒,結果會不會燒了起來, 2〃用二顆串聯的,號乾電池正負極碰觸少量鋼棉,鋼棉會不會燒了起來? 動 動 腦:實験2中的鋼棉為什麼會燒了起來?可燃物是 ; 助燃物是 ;如何達到燃點, <實驗二>用備長碳製做乾電池 基礎概念:普通的乾電池又稱為「勒克蘭社」電池,其結構如下圖所示,正電極為「碳棒」, 負電極為「鋅筒」。其所以被稱為乾電池,是因為它的電解質溶液非一般的流動 性液態電解質,而是一種潮濕的糊狀物。鋅筒與糊狀物之間以吸水紙之類的多孔 柵版間隔開來,而在碳棒的周圍則充填二氧化錳及石墨粉等物質。 一般常用的乾電池,以碳棒為正極,以鋅殼為負極,兩者浸泡在糊狀的氯化銨裡 面。當電池線路接通作用時,鋅便會放出大量的電子,並因而在正、負極之間產 生電位差,而造成電流的流動。當鋅逐漸溶解完畢,無法再放出電子時,電壓就 會消失,電池也就沒電了, 16 乾電池構造圖 實驗步驟:1.將二張化妝棉在「飽和鹽水」裡充分沾濕,將化妝棉包在備長碳表面。 .將一張比化妝棉略小的鋁箔紙包在化妝棉上,並用橡皮筋綁好。 2 3.將小馬達的二條電線分別接在備長碳露出一端的上方,及鋁箔紙上。 4.真不可思議,小馬達快速的轉動了。 【備註:1.小馬達3v 2.化妝棉乾中又有點濕(不能滴水) 3.鋁箔紙須比化妝棉小(才不會碰到碳 棒)】 科學啟示:1.鋁很輕也很方便,但每生產1公斤鋁,就要消耗15kwh的電力,所以在製鋁的過程中非 常耗電,於是鋁箔紙便儲存大量的電子。 2.從回收的廢鋁再製作新鋁時,所需要的電力只需從礦石中去提鍊出鋁時的5%而已,所以 平時回收鋁箔包是件很環保的事。 3.電流經由負極的鋁箔紙出發,經過小馬達,再由小馬達的導線回到正極的備長碳中,經 由化妝棉做的鹽橋再回到鋁箔紙上,完成不斷的電流循環流動。 動 腦:1.用備長碳做電池時,備長碳相當於一般乾電池中的 ;化妝棉沾鹽水相動 當於一般乾電池中的 ;鋁箔紙相當於一般乾電池中 的 。 2.為什麼鋁箔紙碰到備長碳時,馬達就不轉了, 17 3.如何讓馬達轉得更快更順暢, ,請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出心得, <實驗三>水果電池製作 基礎概念:很多水果的果肉中也都含有很豐富的「電解質」,可以導電。 :電解質是一種溶於水後或熔融時能產生的可流動離子的物質,可以為導電媒介。常 見的電解質多為含有離子的溶液,因此電解質又稱為離子溶液。: 實驗步驟:1.將一片銅片及鋅片:能用砂紙磨亮最好:插入一塊香蕉果肉中:只露出約0.5公分 的片頭:, 分別用鱷魚夾導線接在銅片及鋅片上,並且將銅片這一端接到發光二極 體的長棒:正極:上,將鋅片這一端接到發光二極體的短棒:負極:上,結果發光 二極體會不會亮, 2.串聯二塊香蕉,結果發光二極體會不會亮, 串聯三塊香蕉,結果發光二極體會不會亮, 串聯四塊香蕉,結果發光二極體會不會亮, 可不可以串聯五塊以上呢,會不會更亮, 3.換成其他水果可以使燈發亮嗎, ;如果可以,那些水果可以, 4.不同的水果串聯在一起可以使燈發亮嗎, 18 動動腦:用水果做電池時,銅片相當於一般乾電池中的 ;水果果肉相當於一般乾 電池中的 ;鋅片相當於一般乾電池中的 。 心得新得 學習表現: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:體積與壓力 <實驗活動>軟片盒壓力砲 基礎原理, 1. 理想氣體方程式:PV=NRT ,P壓力,V體積,N空氣分子數,R常數,T溫度 固定體積及空氣數目下,升高壓力,則溫度會,,,, 固定空氣數目下,增大空氣體積,則空氣壓力會,,,,溫度會,,, 固定體積,增加空氣數目,則空氣壓力會,,,,溫度會,, 2. F,P/A F力,P壓力,A接觸面積 3. 不同溫度下,水會產生三態變化:冰:S:?水:L:?水蒸氣:S: ,依照水滴所在位置,我們會給予不同的名稱 高空中稱,,,,,接近地面稱,,,,,若水滴由高空降落稱,,, 實驗步驟, 1. 在軟片盒的底部鑽洞然後插入一條膠3公分的膠管,盒內膠管的四周塞入膠泥,將30cc或25cc 的注射筒塞入膠管,試著推桿,體會壓力砲的威力。 19 ,容量愈,,:大/小:的注射筒,壓力砲威力愈,,:大/小: ,壓力砲產生的原因: ,塞入膠泥的目的: ,如何減少膠泥的用量: 2. 用手指在盒內抺一點點水,當底片盒蓋射出之後,周圍會產生 ,此物稱為 。 3. 改沾藥用酒精,會不會產生更多更濃的霧, 原因: 科學啟示, 1. 產生霧的原理: 注入空氣的底片盒,內部 會變得很大,少數的水會因擠壓使 變高而變成水蒸 氣,當蓋子打開之後,會因為 下降而快速凝結為 2. 壓力砲產生的原因: 3. 塞入膠泥的目的: 如何減少膠泥的用量: 4. 改用酒精會產生更多霧的原因:因為酒精比水容易,,,,在增加相同溫度的情形下,蒸發成 氣體的酒精量較,,,一但溫度驟降,會有較多的酒精變回液態,因此會產生更多的霧 學習表現: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 活動 生活科學(玩科學)實驗探索 單元名稱:虹吸原理 <實驗活動>飛瀑流泉製作 基礎原理, 1. 平地的壓力大約1大氣壓:,033.6公分水柱高: 2. 真空:什麼東西都沒有的狀態:連空氣也沒有: 3. 流體:空氣、水:會由壓力大的一邊流向壓力低的一邊,直到兩邊壓力相等為止 實驗步驟, 1. 將一條一公尺左右的塑膠水管一端放入裝滿水的水桶中,另一端則用嘴巴吸氣,當感覺水已經 到達嘴邊時就停止,利用大拇指將水管按住,避免水逆流而出。 2. 將另一端拉到比水桶水位低的地方,放開大拇指,水:會/不會:源源不斷的流出來。 20 3. 若此時將流出水的一端逐漸提高,水流速會 ,直到兩端的水位 水停止流出,若讓 水管此端 桶內水面,則管內的水會 4. 將二根彎嘴吸管,在連接處用透明膠帶牢牢固定,一端插入高水位的燒杯中 ,用嘴吸另一端,可以不以達到相同的效果呢, 科學啟示, 1. 當水被我們從吸管的另一端吸出來後,水管內的空間就會瞬間呈現 ,於是 就將燒杯內的水擠入吸管中,並且流出外面,這種現象叫做 。 2. 猜一猜,吸管中或吸管外的空氣壓力,那一處比較大, 3. 如果不要用嘴巴吸,還有沒有別的方式可以產生虹吸現象, 4. 如果水管中間有空氣,是否可以產生虹吸現象,,, 原因: 5. 上述步驟4中,有些人無法產生虹吸現象,原因何在, ,請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出心得, 學習表現: 21 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:火花世界 <實驗一>《看得見的焦油》? 乾餾 , 先備知識: 1.燃燒的要素: 、 、 2.火焰的溫度 , 過程: 1.取出適當長短的竹筷,用鋁鉑紙包好。 包竹筷時應該注意: 2.用鐵夾把包好的竹筷夾好放在酒精燈上左右移動燒烤,觀察變化。 為什麼要左右移動, 燒烤時應該放在火焰的哪個部分, 3.等燃燒完之後,將鋁鉑紙包放入裝滿水的燒杯中等待冷卻。 , 結果: 1.先冒出 ,接著聞到 的味道。 2.因為溫度不斷的增加,接著會 起來。 3.打開冷卻的鋁鉑紙包,筷子外形有什麼改變,: 4.折一折,與原本的筷子有什麼不一樣, 5.把鋁鉑紙包裡的筷子再拿到酒精燈上燒,可以燃燒嗎,為什麼, 6.請用黑黑的碳棒在空格中,畫出鋁箔紙包燃燒時的樣子。 22 <實驗二>《無字天書》? 硝酸鉀的燃燒反應 , 先備知識: 1. 硝酸鉀的性質: 2. 硝酸鉀的用途通常用來當做煙火,炸藥,火柴,火箭固體推進劑。 , 過程: 1. 用毛筆沾上硝酸鉀水溶液寫字或畫圖在圖畫紙上。 寫字或畫圖時要注意什麼, 2. 等圖畫紙乾了之後用線香碰觸在寫過的痕跡上,會發生什麼現象? , 結果: 1. 用線香碰觸沒用硝酸鉀水溶液寫過的圖畫紙上,會有一樣的現象發生嗎,為什 麼, 2. 如果沒等硝酸鉀的圖畫紙上的硝酸鉀乾了就用線香觸碰,也會發生同樣的現象 嗎, 3. 請將你創作的作品貼在下方: 23 <實驗三>《焰色反應》? 硫酸銅和硝酸鋰的紅綠世界 , 先備知識: 1.燃燒的要素: 、 、 2.什麼是溶液:溶液是由 和 所組成。 , 過程: 1.將酒精摻雜混合硫酸銅的溶液(不要結晶顆粒),對準燃燒的蠟燭噴出細霧。 2.改成用酒精摻雜混合硝酸鋰的溶液,對準燃燒的蠟燭噴出細霧。 將溶液對準燭火噴出細霧時要注意什麼, 噴出什麼樣的細霧才容易觀察到火焰的變化, , 結果: 1.加了硫酸銅的酒精溶液細霧會讓火焰變 ,而且顏色會變成 色,因為硫酸銅含有 的成分。 2.加了硝酸鋰的酒精溶液細霧會讓火焰變 ,而且顏色會變成 色,因為硝酸鋰含有 的成分。 3.如果火焰燒到桌面上的木板,會不會讓木板燒起來,為什麼, <實驗四>簡易仙女棒 , 先備知識: 認識鐵粉、蠟油和水遇火的反應: 鐵粉遇火會 ;蠟油遇火會 ;水遇火會 24 , 過程: 1.用火柴棒沾些鐵粉再沾些蠟燭的油,放入蠟燭火焰中。 2.用火柴棒沾些鐵粉再沾些蠟燭的油和水,放入蠟燭火焰中。 , , 結果: 1.把沾了鐵粉和蠟燭的油的火柴蠟燭火焰中會發生什麼事, 2.實驗過程中,火柴棒有沾水跟沒沾水,會讓實驗結果有什麼不一樣,為什麼, ,請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出心得, 25 學習表現: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:錐瓶中的風暴 一>錐瓶吞蛋 <實驗 , 先備知識: 燃燒會消耗 。 密閉空間裡中,空氣體積變小壓也會變 。 , 過程: 1. 以筷子夾住報紙,用蠟燭點燃後放入錐形瓶中。 將報紙放入錐形瓶中時,要注意什麼, 2. 將比錐形瓶瓶口大一點點的水球放到瓶口上,蓋住瓶口。 放置水球時要 ,才容易使實驗成功。 , 結果: 1.將水球放上去之後會發現報紙的火焰慢慢 ,然後水球會 ,為什麼, 2.如果報紙放進錐形瓶前就已經熄滅,水球還會被「吞」進去嗎,為什麼, 3.實驗過的錐形瓶如過要再做一次實驗,最好先 為什麼, 4.除了透過電風扇來幫錐形瓶「換氣」,還有什麼方法, <實驗二>錐形瓶吹氣球 , 先備知識: 26 熱脹冷縮:物體受熱後體積會 ,相反的,物體受冷後體積則會 沸騰:如果水裡面慢慢出現 就表示水開始沸騰了。 , 過程: 1.在500毫公升的錐形瓶中放入 毫公升的熱水。 2.把錐形瓶中放在 上用酒精燈加熱約二分鐘。 3.當錐形瓶裡的水開始沸騰時用抹布取下錐形瓶。 4.在錐形瓶瓶口套上氣球(一個人用抹布扶著錐形瓶,另一個人套氣球)。 5.觀察氣球的變化。 , 結果: 1.實驗前你認為氣球會有什麼變化,為什麼, 2.實驗後你發現氣球有什麼變化,為什麼, 3.時間過得越久,錐形瓶裡的溫度越 ,氣球也 。 4.如果把錐形瓶放到冷水中,氣球會 。 5.如果再把錐形瓶放回去加熱,氣球會有什麼變化,為什麼, ,請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出心得, 27 學習表現: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:管中乾坤 <實驗一>不可思議的噴水筒 , 先備知識: 白努力定律:速度越快,壓力越 , 過程: 1.取一支圓塑膠管一手握住中間,一手用手掌指按壓在上方的管口。 上方的手掌 而且確實把管口 。 2.快速 移動塑膠管。 , 結果: 1.水會從塑膠管的 噴出。 為什麼, 2.如果上方的移動塑膠管的速度慢一點水也會噴出來嗎,為什麼, <實驗二>生氣的針筒---液體在減壓下沸騰 基礎原理, 1. 理想氣體方程式:PV=NRT ,P壓力,V體積,N空氣分子數,R常數,T溫度 2. 沸騰:液體分子大量快速氣化的過程,稱為「沸騰」 ,乾燥地區的水氣較,,,空氣中水的分壓較,,,因此水容易蒸發為水蒸氣 ,當外界大氣壓力 水氣化的壓力時,此時大量的液態水會快速的氣化,此情形便稱為 3. 沸點:液體沸騰時的溫度 ,對液體來說,正常的沸點是指液體的蒸氣壓等於一大氣壓的溫度。例如,水在一大氣壓時 的沸點為 100? 28 實驗步驟, 實驗步驟(沸騰就是液體水變成水蒸氣,以氣體的形式從水中冒出。) 1. 在針筒中:不用針頭:吸入約20cc溫度接近沸點的熱水,射出多餘的空氣 2. 一手將針筒開口壓入橡皮塞上造成一端封閉,另一手在另一端用力拉起活塞,則針筒內的壓力 會 ,此時針筒內的水快速產生大量的 :水快速氣化:,此情形即 為 。 3.如果注射筒內裝的是冷水,結果冷水會不會沸騰冒泡, 科學啟示, 1. 水在一大氣壓時的沸點為 100? 。當壓力變小,也就是低於一大氣壓時,沸點也會隨 著 。 2. 在愈高的地方,空氣壓力愈低,因此水容易沸騰。 , 在高山上因為壓力較低,水容易沸騰:沸點較低:,米飯比較不容易煮熟,因此在高山上 煮飯需要使用壓力鍋 3. 為何實驗時要將針筒的開口壓入橡皮塞中, 4. 當針筒的活塞被往上拉之時,針筒內的 會變大;壓力會 ;當壓力下降後,水的沸 點也會隨著 ,而不再是在一大氣壓時的 100?了。 5. 為何注射筒內裝冷水,就不會沸騰, <實驗三>快樂的潛水夫 基礎原理, 1. 浮力:物體所排開的流體重量 B,V×d B浮力,V排開的水體積,d水的密度 29 2. 浮體與沈體的受力圖 沈體重量: :浮力 浮體重量: :浮力 3. 流體:空氣、水:會由壓力大的一邊流向壓力低的一邊,直到兩邊壓力相等為止 實驗步驟, 1. 剪取吸管的一段長約,公分,對折並且在二端的開口別上適當數量迴紋針。 2. 將保特瓶滿水並將吸管浮沉子放入在瓶中,使吸管的尖端朝上並稍微露出水面上 3. 調整重量:如果吸管的尖端距離水面太多,則可 :增加或減少:迴紋針的數量;如果 吸管的尖端沉入水中,則可 :增加或減少:迴紋針的數量。 4. 蓋繄瓶蓋,如果擠壓保特瓶,結果:吸管浮沉子會 水中;雙手放鬆後,結果:吸管浮沉 子會 水中,好玩嗎, 。 科學啟示, 1.擠壓保特瓶會使瓶中的壓力 ,所以受到壓力的吸管浮沉子會往 :下降或上昇:;相反的,如果放鬆保特瓶,恢復瓶中原來的壓力,則吸管浮沉子會往 :下降或上昇:。 2.猜一猜,控制潛水艇的浮沈的方式是什麼呢, 學習表現: 光武國小98年度執行區域資優教育方案-- 生活科學(玩科學)實驗探索活動 單元名稱:作用力與反作用力 <實驗活動>火柴火箭向前射向後射 基礎原理, 1. 牛頓第三運動定律:作用力與反作用力 當人施力F於一物時,此物體也會施一個大小相同,方向相反的力量給人,此稱為作用力與 30 反作用力 如:將球丟向牆壁,球施力於牆壁,此時牆壁也會施一反作用力給球,因此球便會反彈回來 實驗步驟, 1. 剪一2*4公分的鋁鉑紙,對摺包住火柴火藥的部份。 2. 將火藥部份包好壓平再對摺旋轉包住整根火柴棒三分之二左右。 3. 將接近包覆的鋁鉑紙中間偏右的地方用特製的鐵絲支架在蠟燭火焰加熱。 約4秒後會發現在包住火柴棒的鋁鉑紙末端會先冒出一些 。約再過二秒鐘之後,火藥部 份會起火爆炸,火柴火箭會冒出 煙並向 方射出。射程距離約 公分 4. 如果按照前面的方法,但在火藥的部份外面再緊緊的包一張2*2公分的鋁鉑紙在蠟燭火焰加 熱,結果火藥燃燒之後, 火柴火箭會冒出 煙並向 方射出。射程距離約 公分 示意圖: 科學啟示, 1. 在鋁鉑紙上加熱之後,火柴棒經加熱 之後,從鋁鉑紙和木棒之間的縫隙空間冒出可 以燃燒的煙。 2. 等數秒之後,熱度由鋁鉑紙傳導到火藥部份並使火藥起火。隨後火藥起火,火焰燒破鋁鉑紙 :因為單張的鋁鉑紙比較薄:,產生強大可燃燒的氣體會向 噴出,因為 力的關係,所以火柴棒會往後射。 3. 在火藥的部份外面再緊緊的包一張2*2公分鋁鉑紙之後,火焰不會燒破鋁鉑紙,所以產生的 煙全部快速的往 噴出,所以火柴棒會往 射。 4. 在日常生活中,還有沒有其他作用力與反作用力的例子,請你舉出兩個例子 ,請用生花妙筆,畫出本單元實驗中最令你感到神奇的畫面或寫出心得, 31 學習表現: 32