4．杠杆尺上有支点，左右两边都有到支点距离的标记，是研究杠杆作用的好工具。 5．用三种不同的方法挂钩码，使杠杆尺保持平衡，把你的方法在下图画出来。 三、杠杆类工具的研究 1．省力的是（铁片、羊角榔头、老虎钳、开瓶器 ），费力的是（火钳、镊子）。 2．常用的杠杆类工具中羊角榔头、老虎钳、开瓶器是省力杠杆；火钳、筷子、镊子是费力杠杆；跷跷板、天平、订书器是不省力也不费力杠杆。有些杠杆类工具设计成费力的是因为它有方便的好处（如：镊子、钓鱼竿等）。 3．“秤砣虽小，能压千斤”，那是杆秤利用了 杠杆 原理的结果（提绳是支点，秤砣是用力点，称重物处是阻力点）。 4．我们身体上的前臂骨像是一根杠杆，肘关节是支点，手握物体处是阻力点，上臂的肱二头肌处就是用力点。 5．阿基米德曾说：“只要在宇宙中给我一个支点，我能用一根长长的棍子把地球撬起来。”这里的棍子相当于杠杆。 四、轮轴的秘密 1．像水龙头这样，轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做 轮轴 。螺丝刀是轮轴类工具，它的刀柄是 轮 ，刀杆是 轴 。 2．在轮上用力带动轴运动时 省 力；在轴上用力带动轮运动时 费 力。 3．轮轴可以 省 力，轮越大，用轮带动轴转动就越 省 力。所以螺丝刀的刀柄总是比刀杆要 粗 一些。 4．扳手套在螺帽上组成了 轮轴 ，这时整个扳手是 轮 ，螺帽部分是 轴 。 5．生活中的轮轴：水龙头、门锁把手、汽车方向盘、扳手、辘轳等。 五、定滑轮和动滑轮 1．像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做 定滑轮 ；定滑轮可以 改变用力方向 ，但不能 省力 。 31
2．像塔吊的吊钩上可以随着重物一起移动的滑轮叫做 动滑轮 ；动滑轮可以 省力 ，但不能 改变用力方向 。 3．动滑轮可以省力，但不能改变用力方向。 *力的大小用测力计来测量，牛顿是力的单位，用字母“N”表示。 六、滑轮组 1．把定滑轮和动滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。使用滑轮组既能省力，又能 改变用力方向 。 2．一个定滑轮和一个动滑轮组合在一起为一个 最简单的滑轮组 ，滑轮组的组数越多，就越 省力 。 3．起重机运用了滑轮组。 4． ①名称：定滑轮_ ②名称：动滑轮 ③名称：滑轮组 ④名称：滑轮组 所起的作用： 所起的作用： 所起的作用： 所起的作用： --- 改变用力方向 能省力 既能省力 既能省力 不能省力 不能改变用力方向 又能改变用力方向 又能改变用力方向 如果分别用它们提起相同重量的物品50千克，最省力的是（ ④ ），其次是（ ② 、③ ），不省力的是（ ① ）。 七、斜面的作用 1．像搭在汽车车厢上的木板那样的简单机械，叫做 斜面 。 2．斜面能 省 力，斜面的坡度越 小 越省力，坡度越 大 越不省力。 3．生活中应用斜面的地方很多，如 “S” 形的盘山公路、各种斜坡、各种刀刃、螺丝钉的螺纹，高架桥的引桥等 。 4．螺丝钉的螺纹是斜面的变形。同样粗细的螺丝钉，螺纹越密，旋进木头时越 省力 。 32
5． 研究的问题：斜面的坡度对省力多少有影响吗？ 我的假设： 斜面的坡度对省力多少有影响；斜面的坡度越小越省力。 需要改变的条件： 斜面的坡度大小（木块的高低） 不改变的条件： 同一个重物，同一块木板，提升重物的速度； 实验方法：（1）把一块木板分别搭在高低不同的木块上，做成几个坡度不同的斜面； （2）用测力计勾住重物，用同样的速度沿不同坡度的斜面提升重物；（3）记录下在每种斜面上用力的大小，并进行比较。 八、自行车上的简单机械 1．自行车运用了 杠杆（如：刹车、车铃的按钮） 、 轮轴 （如：把手、脚蹬） 、 斜面（如：螺丝钉） 等简单机械的原理。这些简单机械起到省力或方便的作用。 2．自行车上齿轮转动的快慢与齿轮大小的关系是：大齿轮带动小齿轮转动时，小齿轮转动比大齿轮 快 ；小齿轮带动大齿轮转动时，大齿轮转动比小齿轮 慢 。 * 综合：请把下面物品和应用的简单机械原理用线连起来。 斜面 轮轴 杠杆 滑轮 螺丝刀 镊子 螺丝钉 水龙头 起重机 第二单元 形状与结构 一、抵抗弯曲 1．房屋、桥梁结构中有直立的“柱子”和横放的“横梁”，横梁比柱子容易弯曲和断裂，所以要提高横梁的抗弯曲能力。 2．提高材料的抗弯曲能力，我们可以通过增加材料的宽度，还可以增加材料的厚度或改变材料的形状。 3．纸的宽度增加，抗弯曲能力也会增加；纸的厚度增加，抗弯曲能力会大大增加。 4．研究的问题：纸的宽度与抗弯曲能力的大小有关吗？
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实验材料：两叠书、三张A4纸、若干个垫圈 实验假设：有关，纸越宽的抗弯曲能力越大 实验步骤：①把两叠书当作桥墩，放上一张纸，最多能承受几个垫圈；②放两张纸，最多能承受几个垫圈；③放三张纸，最多能承受几个垫圈；④比较结果，得出结论。 实验中应控制不变的量： 纸的宽度 ；不变的量有： 桥墩的高度、宽度，每张纸的大小，每个垫圈的重量，纸被压垮的程度。 在这个实验中我们用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。 二、形状与抗弯曲能力 1．把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料抗弯曲能力的。 2．一般情况下横梁是立着放的，因为横梁立着放虽然减少材料宽度，但增加了厚度，大大增强了横梁的抗弯曲能力。 3．瓦楞纸板的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了了？因为瓦楞纸中间的结构是是W是形，虽然减少了材料的宽度，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。 三、拱形的力量 1．拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。 2．抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。 四、找拱形 1．圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外的推力。 2．球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。（如手捏鸡蛋不易碎） 3．塑料瓶的上部、底部为近似圆顶形，中部为圆柱形。最厚最硬的地方在瓶口，最薄最软的地方在瓶身。 34
4．人体的结构非常巧妙。头骨近似于球形，可以很好的保护大脑；拱形的肋骨护卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好的承载人体的重量。 5．生活中的拱形：肋骨、足弓、拱门，拱窗，拱桥；圆顶形：龟壳，贝壳；球形：蛋壳，果实，头骨。 6．同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要粗的多，而且任何方向的抗弯曲力都相同，即重量轻、强度高。管状的手臂骨、腿骨，植物的杆、茎，钢管都是应用了这个原理。 五、做框架 1．像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。三角形框架具有稳定性的特点。 2．长方形框架、正方体框架加上斜杆相当于里面有了三角形，可以起到加固作用。 六、建高塔 1．用框架结构可以建起很高的建筑而花费的材料却很少，框架结构以三角形为基本构造。 2．框架铁塔结构特点：①上小下大②上轻下重③风阻小等。 七、桥的形状和结构 1．桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住拱足，抵消拱向外的推力，减少了桥墩的负担。桥面也比较低而且平坦，方便通行。 2．钢缆能承受巨大的拉力，人们用它们建造的钢索桥，大大增加了桥的跨越能力。 3．钢索桥的结构：由钢缆、桥塔、桥面组成。钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件。桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。 八、用纸造一座桥 1．用纸设计桥需考虑哪些问题：①纸这种材料的特性；②纸的承受力有什么特点；③选择形状和结构。④用什么方法增强纸的抗弯曲能力。 2．杭州湾跨海大桥全长36公里，其长度在目前世界上在建和己建的跨海大桥中位居第一。于2008年5月1日正式通车。 3．评价一座桥好坏的指标：①是否坚固；②是否节省材料；③是否美观。 35
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