第一單元  工具和機(jī)械

1．機(jī)械是能使我們   省力    或    方便    的裝置。螺絲刀、釘錘、剪刀這些機(jī)械構(gòu)造很簡(jiǎn)單，又叫     簡(jiǎn)單機(jī)械    。用螺絲刀可以比較方便的把   螺絲釘    從木頭中取出，用羊角錘可以比較方便的把       釘子         從木頭中取出。不同的工具有不同的用途，不同的工具有不同的  科學(xué)道理  。

2．像撬棍這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做    杠桿    。杠桿上有三個(gè)重要的位置：支撐著杠桿，使杠桿能?chē)@著轉(zhuǎn)動(dòng)的位置叫    支點(diǎn)    ；在杠桿上用力的位置叫      用力點(diǎn)    ；杠桿克服阻力的位置叫   阻力點(diǎn)    。當(dāng)用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離大于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿    省力      ；當(dāng)用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離小于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿     費(fèi)力      ；當(dāng)用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿不省力也不費(fèi)力  。（也可以這么理解：當(dāng)動(dòng)力臂   大于    阻力臂時(shí)杠桿省力；當(dāng)動(dòng)力臂   小于   阻力臂時(shí)杠桿費(fèi)力；當(dāng)動(dòng)力臂   等于    阻力臂時(shí)杠桿不省力也不費(fèi)力。）杠桿尺上有個(gè)支點(diǎn)，左右兩邊都有到支點(diǎn)距離的  標(biāo)記   ，是研究杠桿作用的好工具。使杠桿尺保持平衡的方法是，左邊阻力乘以  阻力臂   等于右邊動(dòng)力乘以    動(dòng)力臂     。

3.常用的杠桿類工具中羊角錘、鋼絲鉗、開(kāi)瓶器等是    省力      杠桿；火鉗、筷子、鑷子、面包夾、魚(yú)竿等是    費(fèi)力    杠桿；如：蹺蹺板、天平桿秤、訂書(shū)器等是  不省力也不費(fèi)力    杠桿。有些杠桿類工具設(shè)計(jì)成費(fèi)力的是因?yàn)樗惺褂?span>    方便     的好處（如：鑷子、釣魚(yú)竿、面包夾、理發(fā)剪等）?！俺禹入m小，能壓千斤”，那是桿秤利用了     杠桿    原理的結(jié)果（提繩相當(dāng)于

     支點(diǎn)      ，秤砣相當(dāng)于      用力點(diǎn)    ，稱重物處相當(dāng)于     阻力點(diǎn)      ）。開(kāi)瓶器、面包夾、鑷子它們這些杠桿的支點(diǎn)不在         用力點(diǎn)        和    阻力點(diǎn)       之間。我們身體上的前臂骨像是一根杠桿，肘關(guān)節(jié)相當(dāng)于     支點(diǎn)  ，手握物體處相當(dāng)于    阻力點(diǎn)       ，上臂的肱二頭肌處相當(dāng)于      用力點(diǎn)       。阿基米德曾說(shuō)：“只要在宇宙中給我一個(gè)支點(diǎn)，我能用一根長(zhǎng)長(zhǎng)的棍子把地球撬起來(lái)。”這里的棍子相當(dāng)于     杠桿       。

4．像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，叫做     輪軸      。螺絲刀是根據(jù)輪軸原理制造的工具，所以它的刀柄相當(dāng)于    輪     ，刀桿相當(dāng)于    軸     。在輪上用力帶動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)    省力       ；在軸上用力帶動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)    費(fèi)力     。當(dāng)輪軸的軸不變時(shí)，輪越大并且用輪來(lái)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就越    省力    。當(dāng)輪軸的輪不變時(shí)軸越大并且用軸來(lái)帶動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就越

   不省力   。所以螺絲刀的刀柄總是要比刀桿  粗     一些。當(dāng)扳手套在螺帽上擰螺絲帽時(shí)，就組成了   輪軸      ，這時(shí)整個(gè)扳手相當(dāng)于    輪      ，螺帽部分相當(dāng)于    軸    。生活中我們常用到的輪軸：     轆轤      、     方向盤(pán)      、      車(chē)把     、      扳手      、

    水龍頭     等。

5．像旗桿頂部的滑輪那樣，固定在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的滑輪叫做    定滑輪     ；定滑輪的作用是可以改變   用力方向    。但使用它不能   省力    。像塔吊的吊鉤上可以隨著重物一起移動(dòng)的滑輪叫做   動(dòng)滑輪   ；動(dòng)滑輪有   省力   的作用。但使用它又不能改變    用力方向   。力的大小可以用   測(cè)力計(jì)   來(lái)測(cè)量，力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱“?！?，用字母“    N    ”表示。

6.把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用，就構(gòu)成了  滑輪組 。使用滑輪組既能   省力    ，又能改變    用力方向      。一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組合在一起成為一個(gè)最    簡(jiǎn)單     的滑輪組 。在使用過(guò)程中，滑輪組的組數(shù)越多越   省力    。起重機(jī)、吊車(chē)、塔吊等都運(yùn)用了   滑輪組    。

7．像搭在汽車(chē)車(chē)廂上的木板那樣的簡(jiǎn)單機(jī)械，叫做    斜面   。使用斜面就能   省力   ，而且斜面的坡度越   平緩    越省力，坡度越    陡      越不省力。生活中應(yīng)用斜面的地方很多，如 “S”形的   盤(pán)上公路    、各種   刀類    、各種  針類     、螺絲釘、帽的   螺紋   ，高架橋的   引橋    等 。螺絲釘?shù)穆菁y是   斜面      的變形。同樣粗細(xì)的螺絲釘，螺紋越密，旋進(jìn)木頭時(shí)就越   省力     。

研究的問(wèn)題：斜面的坡度大小對(duì)省力多少有影響嗎？

我的假設(shè)：  斜面坡度大小對(duì)省力多少有影響。坡度越小越省力，坡度越大越不省力 。                                                

需要改變的條件：    坡度的大小                                                                     

不改變的條件：      木板的長(zhǎng)短、重物、測(cè)力計(jì)、拉動(dòng)測(cè)力計(jì)的速度等   。                                                                   

實(shí)驗(yàn)方法：（1）      分別搭好三個(gè)不同坡度 。                                                                                                                  

         （2）       分別從三個(gè)不同坡度上拉動(dòng)重物，并記錄每次測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)。                                                                     

         （3）      比較三次用力的大小，得出結(jié)論。                                                                 

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：     斜面坡度大小對(duì)省力多少有影響。坡度越小越省力，坡度越大越不省力。                                                                        

8．自行車(chē)上運(yùn)用了   杠桿    （如：剎車(chē)、車(chē)鈴的按鈕）、   輪軸     （如：把手、腳蹬子）、

  斜面   （如：螺絲釘、螺絲帽）等簡(jiǎn)單機(jī)械的原理。這些簡(jiǎn)單機(jī)械起到  省力   或    方便       

的作用。自行車(chē)上齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與齒輪大小的關(guān)系是：大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比大齒輪  快   ；小齒輪帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比小齒輪   慢   。通過(guò)觀察，我們發(fā)現(xiàn)自行車(chē)上的鏈條與兩個(gè)齒輪嚙（niè）合，起到    傳遞動(dòng)力    而使自行車(chē)     運(yùn)動(dòng)       的作用。

第二第單元    形狀與結(jié)構(gòu)

1．房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有直立的“柱子”和橫放的“橫梁”，  橫梁    比   柱子    容易彎曲和斷裂，所以要提高橫梁的抗彎曲能力。提高材料的抗彎曲能力，我們可以通過(guò)增加材料的寬度，還可以增加材料的   厚度     或改變材料的    形狀    。紙的寬度增加，   抗彎曲能力     能力也會(huì)增加；紙的  厚度   增加，抗彎曲能力會(huì)大大增加。材料越   薄     ，抗彎曲能力越   弱     ；材料越    厚    ，抗彎曲能力越   強(qiáng)    。

研究的問(wèn)題：紙的厚度與抗彎曲能力的大小有關(guān)嗎？

我的假設(shè)：紙的厚度與抗彎曲能力的大小有關(guān) ，紙?jiān)胶窨箯澢芰υ綇?qiáng)，紙?jiān)奖】箯澢芰υ饺酢?nbsp;                                                                     

實(shí)驗(yàn)材料：    20本書(shū)、同樣大小的紙10張，墊圈若干                                                                       

要變的量：    紙的厚度                                                                       

不變的量：     兩疊書(shū)的距離、放墊圈的力度、紙梁的彎曲程度等。                                                                     

實(shí)驗(yàn)步驟：⑴分別用兩張紙和四張紙粘合在一起                                                                    

⑵ 分別用一張紙、兩張厚度和四張厚度的紙作紙梁進(jìn)行抗彎曲能力實(shí)驗(yàn)，分別記錄承受墊圈的數(shù)量。                                                                          ⑶  進(jìn)行比較分析 ，得出結(jié)論                                                                                           

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：紙的厚度與抗彎曲能力的大小有關(guān) ，紙?jiān)胶窨箯澢芰υ綇?qiáng)，紙?jiān)奖】箯澢芰υ饺酢?nbsp;          

2.把薄板形材料彎折成V、L、U、T、W或“工”字等形狀，雖然減少了材料的  寬度    ，但卻增加了材料的   厚度   ，增加厚度是能夠  大大   增強(qiáng)材料的抗彎曲能力的。從橫切面看，一般情況下橫梁是  立  著放的，因?yàn)闄M梁這樣放雖然減少材料   寬度    ，但增加了材料的    厚度      ，也大大增強(qiáng)了橫梁的抗彎曲能力。瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)能使柔軟的紙變堅(jiān)硬,是因?yàn)橥呃慵堉虚g的結(jié)構(gòu)是  W  形。還有，瓦楞紙它不只是單純地把紙彎折，也不是單純地平粘來(lái)增加厚度，而是又  折  又   黏合  ，使它們結(jié)合得更緊密。

研究的問(wèn)題：紙的形狀與抗彎曲能力的大小有關(guān)嗎？

我的假設(shè)： 紙的形狀與抗彎曲能力的大小有關(guān)。紙的形狀不同，抗彎曲能力也不同。                                                                          

實(shí)驗(yàn)材料：   20本書(shū)、同樣大小的紙10張，墊圈若干                                                                         

要變的量：   紙的形狀                                                                       

不變的量：    兩疊書(shū)的距離、放墊圈的力度、紙梁的彎曲程度等。                                                                      

實(shí)驗(yàn)步驟：⑴   分別把紙折成W、L、U、口字形                                                                    

⑵   先用一張未折的紙作紙梁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄承受墊圈的數(shù)量；再分別用不同形狀的紙作紙梁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別記錄承受墊圈的實(shí)力。                                                                     ⑶    進(jìn)行比較分析 ，得出結(jié)論                                                                                          

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明： 紙的形狀與抗彎曲能力的大小有關(guān)。紙的形狀不同，抗彎曲能力也不同。                                                                         

3．拱形承載重量時(shí)，能把壓力向      下       和向   外    傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互   擠壓     結(jié)合得更加緊密。拱形受壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外   推    的力，抵住了這個(gè)力，拱就能承載   很大   的重量。抵住拱足，能使拱的   形狀  保持不變，拱就能承載   更大   的重量。

4．圓頂形可以看成 拱形 的組合，它有拱形承載壓力大的優(yōu)點(diǎn)，而且不產(chǎn)生向外的  推力    。球形在  各個(gè) 方向上都可以看成拱形，這使得它比任何形狀都要  堅(jiān)固   。塑料瓶的上部、底部為近似于   圓頂     形，中部為圓柱形。最厚最硬的地方在瓶口，最薄最軟的地方在  瓶身      。

人體的結(jié)構(gòu)非常巧妙。頭骨近似于  球形    ，可以很好的保護(hù)   大腦    ；拱形的肋骨護(hù)衛(wèi)著

   胸腔     中內(nèi)臟；人的足骨構(gòu)成一個(gè)拱形——足弓，它可以更好的承載人體的   重量      。

生活中的拱形有：    拱橋    、   拱門(mén)    、   足弓      、   窯洞      、    肋骨    等；圓頂形有： 頭盔   、   貝殼   、   龜殼   等；球形：  乒乓球   、   頭骨   、   蛋殼    等。

同樣多的材料，做成空心的管狀比做成實(shí)心的棒狀要粗得多，而且   各個(gè)   方向的抗彎曲能力都

相同，即重量輕、強(qiáng)度高。管狀的手臂骨、腿骨，植物的桿、莖，鋼管等都是應(yīng)用了這個(gè)原理?？招墓懿坏?span>    抗彎曲     能力強(qiáng)，而且中間還可以輸送    氣體    和    液體      。

5．像鐵塔這樣骨架式的構(gòu)造叫做   框架   結(jié)構(gòu)。    三角形    框架的穩(wěn)定性最好，不容易變形。  三角形 、  四邊形 是框架結(jié)構(gòu)的最基本的形狀。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：能用較少的  材料

建構(gòu)巨大的物體，支撐出巨大的 空間  ?？蚣苤械男睏U有的起到   拉住      的作用，有的起到

  推（支撐）  的作用。

6.建高塔不但要做到  結(jié)實(shí)不變形  ，還要保持   直立不倒       ?？蚣荑F塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①

上輕下重     ②    上小下大③空氣阻力小等。

7．橋面在拱下方的拱橋，橋板   拉住   拱足，抵消拱向外的   推力    ，減少了橋墩的負(fù)擔(dān)。橋面也比較  低   而且    平坦      ，方便通行。橋面在拱上方的橋，橋下   空間      高，便于   船只    的通行。鋼纜能承受巨大的拉力，人們用它們建造的   鋼索橋    ，大大增加了橋的  跨越   能力。鋼索橋由   鋼纜    、   橋塔     、   橋面     組成。  鋼纜   是

橋承重的主要構(gòu)件，   橋塔   是支承鋼纜的主要構(gòu)件。橋塔修得高，是為了降低鋼纜的  拉力    。

橋梁最基本的四大類型是：   梁   橋、  拱   橋、   拉索   橋、   浮      橋。

8．用紙?jiān)O(shè)計(jì)橋需考慮的問(wèn)題：①紙這種材料的   特性    ；②紙的承受力有什么特點(diǎn)；③選擇

形狀      和結(jié)構(gòu)。④用什么方法增強(qiáng)紙的     抗彎曲    能力。評(píng)價(jià)一座橋好壞的指標(biāo)：①是否    堅(jiān)固      ；②是否    節(jié)省     材料；③是否     美觀      。