相片2：組裝三腳相架作實 驗用
相片4：利用軟件 Excel 處理數據及繪圖
圖1: 拉扯長度跟可承受重力的關係
表1：胡克定律 相片5：嘗試利用不同材料來製作投射器
相片3：量度橡皮筋 原本的伸延後的長度 實驗步驟：
如相片 3 所示，我們分別把三件電池 ( 重量分 別為72g，105g 及 141g）放入一個紗網袋內，
袋口綁上一條橡皮筋，再把橡筋安放在一個三 腳相架的頂部，讓物件自然地下垂，並把橡皮 筋拉長。我們用直尺量度橡皮筋原本的長度，
及受不同物件拉長後的長度。將橡皮筋伸延 後的長度減去原本的長度，便可得出伸延長度
（見表1）。
實驗結果：
我 們 先 收 集 三 組 不 同 物 件 的 數 據（ 表1），
再將物件重量和伸延長度以圖表形式顯出來
（圖1）。如圖 1 所見，橡皮筋被拉扯後的伸 延長度，跟可承受重力成正比關係，顯示我們 日常所用的橡皮筋符合胡克定律。
重 量 (g)
原 本 長 度 (cm)
最 後 長 度 (cm)
伸 延 長 度 (cm)
1 72 5 6 1
2 105 5 7 2
3 141 5 8 3
實驗二：製作及測試投射器
目的：為了尋找憤怒鳥遊戲的至勝方法，我 們首先設計投射器
實 驗 材 料：硬 紙 皮、 發 泡 膠、 雪 條 棒、 木 衣 夾、橡皮筋、吸管、實驗室藥匙、
竹 筷 子、 本 板、 膠 樽 蓋、 金 屬 門 鉸、螺絲、熱熔膠、膠紙、報紙 實驗工具：電子磅、直尺
實驗工具：沙 紙 、 直 尺 、 護 目 鏡 、 電 鑽 、 電動切割器、熱熔膠槍
設計投射器：
我們參考了不同形式的投射裝置設計，包括丫 义、跳板等投射模式，以模仿憤怒鳥遊戲內的 投射器。我們亦利用不同材料來製作投射器，
包括硬紙皮、發泡膠、雪條棒及木衣夾等等
（相片5）。
相片6：使用雪條棒及木衣夾製作的跳板形式投射器
相片8：改良板本投射器
（側面）
相片9：改良板本投 射器（正面）
相片7：( 左 ) 沙紙打磨經切割的回收木塊 ( 右 ) 利用電動工具把螺絲鑽入木塊組件
相片10：（左）在枱上測試 （右）在地上測試
製作過程：
經過初步測試各個設計方案，我們選用了使用 雪條棒及木衣夾來製作一個跳板形式的投射器
（相片6）。
實驗三：橡皮筋數目對投射的影響
目的：為了探究橡皮筋的數目，對投射物著 地距離及頂點高度的影響，我們設計了 以下的一個實驗。
實驗材料：橡皮筋、橡皮擦、貼紙
實驗工具：投射器、直尺、水松木版（用作 記錄頂點高度）
投射測試：
我們將投射器擺放在枱上及地上作測試，效果 理想。
注意事項：
1. 製作投射器時候，我們需要時刻留意安全，
包括帶上護目鏡，並要留心老師示範使用 各種工具，以確保安全。
2. 在每次使用投射器前，我們需要調教雪條 棒的位置，以確保它可固定在軸心中間位 置，並且可以暢順地作𨍭動。
3. 為確保每次投射時都使用相同的彈力，我 們 每 次 都 會 把 雪 條 棒 按 下 至 同 一 水 平 位 置，以確保橡皮筋每次都伸延到同一長度。
雖然這設計可以達到投射物件的效果，不過我 們很快便發現它的問題。由於我們只可用膠紙 及熱溶膠來固定木衣架及雪條棍的位置，經過 重複使用後，投射裝置很快出現鬆脫現象。
於是我們改良設計，搜尋一些較耐用的物料製 作另一個投射器。最後，我們選用了一些回收 木塊，經過切割及沙紙打磨後，再用螺絲將木 塊組件固定（相片7）。
經改良後的投射器由四塊木板組成，其中兩大 塊木板平放，另外兩小塊直立，再加上一條木 雪條棒及一個膠樽蓋作為彈版。另外，我們亦 加入了一對金屬門鉸，讓我們可以調校投射器 的水平角度。
實驗步驟：
我們將投射器放在地上，用貼紙標記投射起點 位置，再用直尺及貼紙在地上標示不同距離。
我們在投射器上分別裝上一條或兩條橡皮筋，
再把投射物彈出。我們將每一組實驗重複至少 五次，由兩位同學分別把投射物的著地距離及 頂點高度記錄低，並利用Excel 找出平均數及 標準差。
實驗結果：
我們比較了用一條或兩條橡皮筋對投射的影 響，結果如下所示，多用一條橡皮筋能增加投 射物的著地距離（表2 及圖 2），同時亦大幅 增加頂點高度（表3 及圖 3）。
相片11：投射前預備
相片12：同學觀察並記錄低投 射物的頂點高度
相片13：同學用直尺 及貼紙在地上標示不
同距離
表2：投射物著地距離 (cm)
表3：投射物頂點高度 (cm)
圖2：投射物著地距離 (cm)
圖3：投射物頂點高度 (cm)
橡皮筋數目：1 橡皮筋數目：2
1 194 183
2 149 220
3 195 230
4 197 241
5 203 246
平均值 187.6 224
橡皮筋數目：1 橡皮筋數目：2
1 49.2 80
2 49 91
3 39.2 64
4 39 78
5 38.3 102
平均值 42.94 83
實驗四：投射物本身重量對投射的影響
目的：究竟投射物越重，是否會越難投射？為 了找出答案，我們選了四件重量不同的 橡皮擦作為了投射物，然後量度它們的 著地距離及頂點高度。
實驗材料：橡皮筋、四件橡皮擦、貼紙
實 驗 工 具：投 射 器、 直 尺、 水 松 木 版（ 用 作 記錄頂點高度）
實 驗 步 驟：實 驗 步 驟 跟 實 驗 三 的 基 本 相 同，
除了我們只裝上一條橡皮筋作測 試。 四 件 投 射 物 的 重 量 分 別 為 6.5g、9.2g、12.3g 及 15.1g。
注意事項：
1. 為了提高實驗的公正性，每一組實驗都由 同一位同學負責投射，並且重複投射至少 五次，然後計算出平均數。
2. 每次做實驗時，我們都選用同一條橡皮筋，
或是長度相近的橡皮筋，避免使用較舊及 已被過分拉長的橡皮筋，因為它們的彈力 較差，未必符合胡克定律。
圖4：四件投射物的著地距離 (cm)
圖5：四件投射物的頂點高度 (cm)
圖6：投射模型。藍色線代表較重的投射物的飛行 路徑，而紅色線代表較輕的。
表4：四件投射物的著地距離 (cm)
表5：四件投射物的頂點高度 (cm)
6.5g 9.2g 12.3g 15.1g 1 168.5 161 163 131 2 236 144.5 111.8 144.5 3 234.5 149 132.4 113 4 221 204.5 88.7 128.1 5 196 142 135.5 74 平均值 211.2 160.2 126.28 118.12
6.5g 9.2g 12.3g 15.1g 1 34 32.5 57.2 104.9
2 41 36 63 86.1
3 23.1 29.5 52.5 96.8 4 55.8 78 49 110.6 5 18.2 38.5 34 111.6 平均值 34.42 42.9 51.14 102
動能性拋體投射模型：
根據實驗四的結果，我們提議以下的投射模型：
在相同的彈力下 ( 相同動能 )，較重的物件會被 投射到較近的地方，而其最高點則較高（圖6 的藍色線）。相反，較輕的物件會在較遠的地 方著陸，而其最高點則較低（圖6 的紅色線）。
實驗結果：
結果顯示，投射物越重，其著地距離會越短
（表4 及圖 4）。相反，投射物越重，其頂點 高度卻越高（表5 及圖 5）
製作憤怒鳥投射物：
為 了 增 加 遊 戲 的 娛 樂 性， 我 們 利 用 軟 件 TinkerCAD 設計一個憤怒鳥頭像，再以 3D 打 印技術印製投射物，然後用顏料加上顏色。
相片14：同學製作憤怒鳥頭像
困難
總結
參考資料
鳴謝 應用
在實驗進行中，我們遇到不少技術問題，包括 如何製作一個堅固的投射器，同時間可以提 高重複性及可靠性。我們現時的投射器仍有不 少缺點，包括投射角度不容易調教，亦不能安 裝多於兩條橡皮筋。我們希望將來有機會利用 3D 打印技術設計一個更優良的投射器。
對科學家和工程師而言，模型是一個很有用的 研究工具。因為模型可以簡化複雜的自然環 境，亦可以讓我們改變不同因素，從而量度不 同的反應。利用模型，我們亦可以很方便地收 集數據以作分析。在這次專題探究，我們便利 用木製投射器、橡皮筋等，以模仿憤怒了遊戲 中的情景，從而探究拋物體投射的科學理論。
從本專題探究的實驗結果中，我們發現憤怒鳥 遊戲不單止具娛樂性，同時間也包含很多運動 力學、能量轉化的科學原理。我們可以透過實 驗及數學來分析，找出遊戲致勝之道，並且提 出一個模型來解釋我們的實驗結果。
維基百科。憤怒的小鳥系列，擷取自：
zh.wikipedia.org/zh-hk/ 憤怒的小鳥系列
維基百科。拋體，擷取自：
zh.wikipedia.org/wiki/ 拋體
維基百科。胡克定律，擷取自：
zh.wikipedia.org/wiki/ 胡克定律
倫blog。Projectile，擷取自：
xination.pixnet.net/blog/post/27203934-page-378
黎廸康老師和關志邦博士（校友）
本專題研究透過同學們熟悉的遊戲人物，以提 高我們對科學的興趣，尤其是運動力學、數據 分析、工程設計、3D 打印技術等 STEM 領域。
本專題研究亦提高大眾對益智電子遊戲的認 識，尤其是具啟發性、有創意的虛擬遊戲，可 以幫助我們認識大自然的定律，培養科學探究 精神，及增加學習興趣。
我們建議香港特區政府創新科技局及教育局一 起合作，設計一些活動把更多益智虛擬遊戲實 體化，從而使同學們能夠於遊戲中學習。
感想
陳崇朗同學：
我在這次探究活動中學會了不 少科學知識，還學懂了團體合作的重要性。李文嘉同學：
我在這次活動中學懂了如何記 錄數據及展示數據。另外，我還學懂了利用不 同的物品製作測試品，然後進行測試。林震宇同學：
在這次活動中，我知道有團體 合作精神才能達到目標。魏梓明同學：
我非常高興能參加常識百搭，能代表學校參加活動。我從實驗活動中學會了 胡克定律等科學原理。如有機會，我十分樂意 再次參加常識百搭。
陳謙瑜同學：
在這次活動中，我學會了團體 精神及合作的重要性。在活動中，我們要透過 不同的實驗進行測試活動，亦學習了如果處理 數據。小 貼 士
欣賞作品的創意，並從作品及其介紹 可見STEM 元素的運用，建議可對實驗 數據多加分析。