关键概念
生物学
植物
进化
空气动力学
介绍
你有没有在刮风的日子里看过窗外,看到“直升机”种子在空中旋转?或者拿起蒲公英吹一下,让细小的、蓬松的种子到处飞舞?风对于传播种子以帮助植物繁殖非常重要。在这个项目中,你将设计一些你自己的“种子”,看看当它们被风扇吹过房间时,哪些效果最好。
背景
种子的传播对于植物物种的生存非常重要。如果植物生长得过于密集,它们就必须争夺来自土壤的光、水和养分。种子传播使植物能够从广阔的区域扩散开来,避免相互争夺相同的资源。
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种子通过几种不同的方式传播。在一些植物中,种子被包裹在果实内(例如苹果或橙子)。这些水果,包括种子,被动物吃掉,然后动物在排泄时传播种子。有些水果可以被水携带,例如漂浮的椰子。有些种子有小钩子,可以钩住动物的皮毛。(如果您曾经在树林或高草丛中徒步旅行,您可能已经将它们粘在您的衣服上。)
其他种子通过风传播——例如枫树的“翅膀”种子,它们在落下时旋转并像“直升机”一样穿过空气,或者蒲公英的轻盈羽毛状种子,可以被微风捕捉。种子在空中停留的时间越长,它被风吹得越远,帮助植物物种广泛地传播其后代。在这个项目中,你将用手工材料制作你自己的“人造种子”。你能设计出能在空中停留很长时间的种子吗?
材料
风力传播的不同种子的例子(根据您居住的地点,您可能可以在户外找到其中一些种子。如果您可以上网,您还可以进行网络搜索,查找枫树种子、蒲公英种子和其他类型的风力传播种子,以帮助获得想法。)
您可以用来作为“种子”的小型、均匀、轻便的物体(例如,您可以使用小回形针或小号书夹;或者在超市购买一袋真正的种子——例如葵花籽。)
制作工艺品以构建种子的传播机制(这些可以像纸和胶带一样简单,或者您也可以使用彩带、棉球,甚至您在户外找到的物品,例如草叶。)
剪刀、胶带和胶水,用于剪切和将您的工艺品材料连接到您的种子上(使用剪刀时要小心。)
窗扇风扇或大型箱式风扇(小心使用并适当监督。)
秒表或计时器(可选)
卷尺或直尺(可选)
准备工作
在房间里清理出一个空旷区域,您将在那里进行种子测试活动。
将风扇放在桌子或椅子上,对准房间的另一边。您也可以在刮风的天气在户外进行实验。
步骤
为您的种子设计和构建几个——至少四个——传播机制。如果您可以创建至少两个类似的传播机制以相互测试(请参阅下面的示例),则该活动效果最佳。您可以使用您的想象力并提出自己的想法,但这里有一些供您入门的想法(以回形针为例作为“种子”)
将回形针连接到一小块方形纸上,大约便签纸大小,无需对纸张进行任何更改。
将回形针连接到另一小块纸上,但在纸张的一侧进行几个平行切割,使其具有“褶边”,并将它们向外弯曲。
将回形针连接到棉球上。
将回形针连接到您拉开以稍微展开并使其更蓬松的棉球上。
剪出一些枫叶种子形状的纸,并连接一个回形针。
您认为哪种或哪些种子传播机制在风扇前掉落时会传播最远?为什么?
打开风扇。站在同一个地方,尝试一次一个地将您的种子掉落在风扇前。 还可以尝试掉落一个普通的“种子”(例如,一个没有连接任何东西的普通回形针),看看会发生什么。
种子被风扇吹出多远? 某些种子比其他种子需要更长的时间才能到达地面吗?
思考您的结果。您的某些设计是否根本不起作用(垂直落下,没有向前吹)? 有些比其他的更好吗?您能做些什么来改进您的设计? 您可以对您的种子进行更改以使其吹得更远吗?
额外内容:让朋友使用秒表计时种子落到地面需要多长时间。 如果您从较高的位置掉落种子,这可能会更容易。(让一个高个子成年人掉落它们,小心地站在椅子上或从楼梯顶部掉落它们。)
额外内容:使用卷尺记录种子从您掉落的地方到它们落到地面的地方水平移动了多远。哪些种子走得最远?
额外内容:如果您改变风扇的速度,您的结果会如何变化?
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观察和结果
您应该发现,在“种子”上添加轻质材料可以使其下降得更慢并吹得更远——但是,材料的形状也非常重要。例如,连接到揉成一团的纸片的回形针仍然会非常快地掉落。然而,具有“翅膀”设计的纸片(类似于枫叶种子)或一堆单独的彩带(如蒲公英种子)将下降得更慢,并被风扇吹得更远。种子究竟能吹多远将取决于您的风扇的强度,但您肯定会看到“普通”种子和带有传播机制的种子之间水平距离的差异。当您采用您最好的设计并尝试改进它们时,您就是在模仿进化的过程——因为自然界中“最好”的种子设计是最有可能繁殖的种子设计!
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本活动由Science Buddies合作呈现
