第一单元 工具和机械
一、使用工具
1. 机械 是能使我们省力或方便的装置。
2.螺丝刀、钉锤、剪刀这些机械构造很简单,又叫 简单机械 。
3.用螺丝刀可以比较方便的把螺丝钉从木头中取出,用羊角榔头可以比较方便的把铁钉从木头中取出。不同的工具有不同的用途。
二、杠杆的科学
1.像撬棍这样的简单机械叫做 杠杆 。
2.杠杆上有三个重要的位置:支撑着杠杆,使杠杆能围绕着转动的位置叫 支点 ;在杠杆上用力的位置叫 用力点 ;杠杆克服阻力的位置叫 阻力点 。
3.当阻力点到支点的距离小于用力点到支点的距离时,杠杆 省力 ;当阻力点到支点的距离大于用力点到支点的距离时,杠杆 费力;当阻力点到支点的距离等于用力点到支点的距离时,杠杆 不省力也不费力 。
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。
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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 。
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 。 5. 研究的问题:斜面的坡度对省力多少有影响吗?
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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? 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。
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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。
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。
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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。
第三单元 能量
一、电和磁
1.当导线中有电流通过时,导线的周围会产生磁性。
2.1820年,丹麦科学家奥斯特在一次实验中,发现通电的导线靠近指南针时,指南针发生了偏转。
3.如果电路短路,则电流很强,会很快把电池的电能用完,所以要尽快断开。 4.做通电线圈和指南针的实验时,线圈立着放,指南针尽量靠近线圈的中心,指南针偏转的角度最大。
二、电磁铁
1.像这样由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁。
2.电磁铁有南北极。电磁铁的南北极与电池的接法和线圈缠绕方向有关,当电池正负极接法改变时,它的磁极也会改变;当电磁铁的线圈缠绕方向改变时,它的磁极也会改变。 3.电磁铁与磁铁的相同点:都有磁性,都有南北极。
电磁铁与磁铁的不同点:(1)磁铁是磁性的石头,电磁铁是线圈和铁芯组成。(2)电磁铁只有通电才有磁性。(3)磁铁的南北极不会改变,而电磁铁的南北极可以改变。
三、电磁铁的磁力(一)
1.电磁铁的磁力大小是可以改变的,磁力的大小与电池的数量、线圈的圈数、铁芯的大小等有关。
2.检验电磁铁磁力大小与线圈圈数关系的研究计划表 研究的问题 我们的假设 检验的因素(改变的条件) 怎样改变这个条件 实验要保持那些条件不变 实验结论 电磁铁磁力大小与线圈圈数多少有关系吗? 线圈圈数多,磁力大;线圈圈数少,磁力小。 线圈圈数 1.线圈20圈 2.线圈40圈 3.线圈60圈 电池的节数,电线的粗细,铁芯的大小等 电磁铁磁力大小与线圈圈数多少有关系,线圈圈数多,磁力大;线圈圈数少,磁力小。 四、电磁铁的磁力(二) 1.检验电磁铁磁力大小与电池节数关系的研究计划表 研究的问题 电磁铁磁力大小与电池节数多少有关系吗?
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