【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 改變材料的形狀。研究的問(wèn)題：紙的寬度與抗彎曲能力的大小有關(guān)嗎？實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制的變量：紙的寬度；不變的量有：橋墩的高度、寬度，每張紙的大小，每個(gè)墊圈的重量，紙被壓垮的程度。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們用承載墊圈的個(gè)數(shù)表示紙梁的抗彎曲能力。把薄板形材料彎折成“V”“L”“U”“T”“工”字等形狀，實(shí)際上都是減少了材料的寬度但卻增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增強(qiáng)材料抗彎曲能力的。紙包裝箱用的材料叫瓦楞紙板。一般情況下橫梁是立著放的，因?yàn)闄M梁立著放雖然減少材料寬度，但增加了厚度，大大增強(qiáng)了橫梁的抗彎曲能力拱形承載重量時(shí)，會(huì)把壓力向下、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，抵住這個(gè)力，拱就能承載很大的重量。圓頂形可以看成拱形的組合。它有拱形承載壓力大的特點(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。比如雞蛋手捏不易碎。塑料瓶的上部、底部為近似圓頂形，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。1人體的結(jié)構(gòu)非常巧妙。人的頭骨近似于球形，可以很好地保護(hù)大腦，拱形的肋骨護(hù)衛(wèi)著胸腔中的內(nèi)臟，人的足骨構(gòu)成一個(gè)拱形——足弓，它可以更好地承載人體的重量。1生活中的拱形：肋骨、足弓、拱門(mén)、拱橋；圓頂形：龜殼、貝殼、安全帽；球形：蛋殼、乒乓球、頭骨。1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，而且任何方向的抗彎曲能力都相同，重量輕，強(qiáng)度高。比如許多植物的莖都是空心的，如竹子、水稻、蘆葦?shù)?；身體里的手臂骨和腿骨都是管狀空心的；工地上的鋼管。1像鐵塔這樣骨架式的構(gòu)造叫做框架結(jié)構(gòu)。三角形框架具有穩(wěn)定性的特點(diǎn)。1在長(zhǎng)方形框架、正方形框架中加斜桿是為了加固、穩(wěn)定。1用框架結(jié)構(gòu)可以建起很高的建筑而花費(fèi)的材料卻很少，框架結(jié)構(gòu)以三角形為基本構(gòu)造。1鐵塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是上小下大、上輕下重、風(fēng)阻小。這樣上小下大、上輕下重的物體穩(wěn)定性好。1橋幫助我們跨越江河、峽谷、道路和其他障礙，是我們生活中常見(jiàn)的建筑。1橋面在拱下方的拱橋，橋板拉住了拱足，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。鋼纜能承受巨大的拉力，人們用它建造鋼索橋，大大增加了橋的跨越能力。2鋼索橋的結(jié)構(gòu)：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。2跨越長(zhǎng)江的江陰大橋，跨度達(dá)1385米，一跨過(guò)江。2杭州灣跨海大橋全長(zhǎng)36公里，其長(zhǎng)度在目前世界上在建和己建的跨海大橋中位居第一。于2008年5月1日正式通車(chē)。2用紙?jiān)O(shè)計(jì)橋需考慮哪些問(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。2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。橫梁抗彎曲能力與哪些因素有關(guān)？答：①與材料有關(guān)，材料不同抗彎曲能力是不同的；②與長(zhǎng)短有關(guān)，材料長(zhǎng)了容易彎，材料短了不容易彎；③與材料的寬度、厚度有關(guān)，材料寬了或厚了不容易彎；④與材料的安放有關(guān)，材料立著放不容易彎。觀察紙的寬度與抗彎曲能力的關(guān)系時(shí)，哪些因素應(yīng)保持相同？ 答：架空的長(zhǎng)度、放墊圈的位置、紙的厚度、長(zhǎng)寬應(yīng)該相同。為什么改變形狀也能提高材料的抗彎曲能力？答：在不增加材料的情況下，改變形狀實(shí)際上都是減少了材料的寬度但卻增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增強(qiáng)材料抗彎曲能力的。瓦楞紙的結(jié)構(gòu)為什么能使柔軟的紙變堅(jiān)硬了？答：瓦楞紙有三層和五層的，幾層粘在一起，形成了一個(gè)整體，而且瓦楞紙中間的結(jié)構(gòu)是“W”型，增加了厚度，所以會(huì)使紙變硬。拱形結(jié)構(gòu)承載重力有什么特點(diǎn)？我們知道哪些拱形建筑？答：①拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下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。②拱形受壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外推的力，抵住這個(gè)力，拱就能承載很大的重量。趙州橋、黃土高原的窯洞、天安門(mén)門(mén)洞等。試說(shuō)明烏龜、蝸牛、河蚌等外殼形狀對(duì)生物本身有什么作用？答：這些外殼都是圓頂形或球形，承受壓力能力強(qiáng)，對(duì)生物具有保護(hù)作用。在正方形框架中加的斜桿起什么作用？組成大型框架結(jié)構(gòu)的“小格子”一般是什么形？起什么作用？答：起到推和拉的作用，使框架不變形。組成大型框架結(jié)構(gòu)的“小格子”一般是三角形，三角形框架具有穩(wěn)定性的特點(diǎn)。生活中哪些地方用了框架結(jié)構(gòu)？有什么好處？答：起重機(jī)架、輸電線鐵塔、空調(diào)機(jī)室外機(jī)架、房架等。好處：框架結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的支撐作用，而且花費(fèi)的材料又很少。哪些特點(diǎn)使鐵塔不容易倒？答：①框架鐵塔上小下大、上輕下重，空氣阻力?。虎谒碛萌切谓Y(jié)構(gòu)提高牢固性；③在地下打基礎(chǔ)，并把鐵塔與基礎(chǔ)相連，更使鐵塔不容易倒。為什么用“工”字形鋼材？ 答：①省材料；②增強(qiáng)抗彎曲能力。單元三：能量當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)線的周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁性。1820年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特，在一次實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線靠近指南針時(shí)，指南針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。之后開(kāi)始研究奠定了電磁學(xué)的基礎(chǔ)。為了紀(jì)念他，電磁學(xué)中磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位以?shī)W斯特命名，簡(jiǎn)稱奧。電路短路，電流很強(qiáng)，電池會(huì)很快發(fā)熱，電會(huì)被用完。所以只能接通一下，馬上斷開(kāi)。做通電線圈和指南針的實(shí)驗(yàn)時(shí)，線圈立著放，指南針盡量靠近線圈的中心，指南針偏轉(zhuǎn)角度最大。像這樣由線圈和鐵芯組成的裝置叫電磁鐵。電磁鐵是一種將電能轉(zhuǎn)化成磁能的裝置電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開(kāi)電流磁性消失的基本性質(zhì)。電磁鐵有南極和北極。電磁鐵的南北極與電池的接法和線圈的纏繞的方向有關(guān)。當(dāng)電池的正負(fù)極接法改變時(shí)，它的磁極也會(huì)改變；當(dāng)電磁鐵的線圈纏繞方向改變時(shí)，它的磁極也會(huì)改變。電磁鐵與磁鐵的相同點(diǎn)：都有磁性，都有南北極。不同點(diǎn)：磁鐵是有磁性的石頭，電磁鐵是線圈和鐵芯組成；電磁鐵只有通電才有磁性；磁鐵的南北極不會(huì)改變，電磁鐵的可以。電磁鐵的磁力是可以改變的。電磁鐵的磁力大小與線圈圈數(shù)、電池的數(shù)量、鐵芯的大小有關(guān)。增加線圈圈數(shù)磁力會(huì)增大；減少線圈圈數(shù)磁力會(huì)減少；電池節(jié)數(shù)多，磁力大；鐵芯大，磁力大。不要長(zhǎng)時(shí)間接通電磁鐵，以免電池耗電太多，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。1換向器的作用是接通電流并轉(zhuǎn)換電流的方向。小電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電刷依次接觸換向器的三個(gè)金屬環(huán)，通過(guò)轉(zhuǎn)子線圈的電流就會(huì)自動(dòng)改變。1小電動(dòng)機(jī)包括外殼、轉(zhuǎn)子、后蓋三部分。外殼內(nèi)有一對(duì)永久磁鐵；轉(zhuǎn)子上有鐵芯、線圈、換向器；后蓋上有電刷。1電動(dòng)機(jī)是用電產(chǎn)生動(dòng)的機(jī)器。它們雖然大小懸殊、構(gòu)造各異，但工作的基本原理相同：用電產(chǎn)生磁，利用磁的相互作用轉(zhuǎn)動(dòng)。1用電器有了電就可以做各種工作——做各種運(yùn)動(dòng)或者發(fā)光、發(fā)聲、發(fā)熱等。我們把電具有的這種能量，叫電能。1聲音的能量可以控制電路的通斷，便電燈亮或滅。激光有很大的能量，強(qiáng)激光可以打孔或切割材料。1能量有電能、熱能、光能、聲能等不同的形式。運(yùn)動(dòng)的物體也有能量，叫動(dòng)能。能量還儲(chǔ)存在燃料、食物和一些化學(xué)物質(zhì)中，叫化學(xué)能。1任何物體工作都需要能量。如果沒(méi)有能量，自然界就不會(huì)有運(yùn)動(dòng)和變化，也不會(huì)有生命了。1所有的用電器都是一個(gè)電能的轉(zhuǎn)化器，能夠把輸入的電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。1干電池：普通電池、紐扣電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；太陽(yáng)能電池：將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，即時(shí)使用；出蓄電池：放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，充電時(shí)把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。當(dāng)電動(dòng)機(jī)被用來(lái)發(fā)電時(shí)，就應(yīng)該叫發(fā)電機(jī)。2煤是由古代植物變成的。古代植物死后，經(jīng)過(guò)沉積作用被更多的泥土沙石堆積，被埋得越來(lái)越深，與空氣隔絕。在長(zhǎng)時(shí)期高壓高溫的共同作用下，慢慢變成了煤。2煤在地下的分布是分層狀的，這說(shuō)明煤大多分布在沉積巖中。2石油、天然氣與煤相似，是幾億年前大量的低等生物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期復(fù)雜變化形成的。2煤、石油、天然氣所具有的能使儲(chǔ)存了億萬(wàn)年的太陽(yáng)能。2新能源：地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能、核能等。2我們使用的能量中，煤、石油、天然氣是重要的能源，是不可再生的能源。電磁鐵有南北極嗎？如何檢驗(yàn)電磁鐵有南北極？答：有。用指南針靠近電磁鐵檢驗(yàn)，鐵釘電磁鐵的一端與小磁針的南極相吸引，另一端與小磁針的北極相吸引，說(shuō)明電磁鐵也有南北極。怎樣設(shè)計(jì)“電磁鐵磁力與線圈圈數(shù)關(guān)系”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)？說(shuō)明了什么？ 答：我們研究的問(wèn)題是：電磁鐵磁力與線圈圈數(shù)多少有關(guān)系嗎？ 我們的假設(shè)：線圈圈數(shù)多，磁力大；線圈圈數(shù)少，磁力小。改變的條件：線圈圈數(shù)的多少。怎樣改變這個(gè)條件：用導(dǎo)線纏繞鐵釘一半；用導(dǎo)線纏繞鐵釘全部；增加導(dǎo)線纏繞鐵釘?shù)膶訑?shù)。實(shí)驗(yàn)保持哪些條件不變：電池?cái)?shù)量不變、鐵釘不變、導(dǎo)線不變。說(shuō)明了：電磁鐵的磁力大小與線圈圈數(shù)有關(guān)，圈數(shù)多，磁力大，圈數(shù)少，磁力小。怎樣設(shè)計(jì)“電磁鐵磁力與電池?cái)?shù)量關(guān)系”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)？說(shuō)明了什么？ 答：我們研究的問(wèn)題是：電磁鐵磁力與電池的數(shù)量多少有關(guān)系嗎？ 我們的假設(shè)：電池?cái)?shù)量多，磁力大；電池?cái)?shù)量少，磁力小。改變的條件：電池?cái)?shù)量的多少怎樣改變這個(gè)條件：用1節(jié)電池、用2節(jié)電池、用3節(jié)電池分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)保持哪些條件不變：鐵釘不變；導(dǎo)線不變；線圈圈數(shù)不變。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電磁鐵磁力與電池?cái)?shù)量有關(guān)，電池?cái)?shù)量多，磁力大；電池?cái)?shù)量少，磁力小。電磁鐵的磁力與哪些因素有關(guān)？有怎樣的關(guān)系？答：①與線圈圈數(shù)有關(guān)，圈數(shù)多，磁力大；圈數(shù)少，磁力小。②與電池的數(shù)量有關(guān)，電池多，磁力大；電池少，磁力小。③與線圈和鐵芯的距離有關(guān)，距離近，磁力大；距離遠(yuǎn)，磁力小。④與鐵芯形狀、粗細(xì)、長(zhǎng)短有關(guān)，馬蹄形的鐵芯比條形鐵芯磁力大。⑤與導(dǎo)線的粗細(xì)有關(guān)，導(dǎo)線粗，磁力大；導(dǎo)線細(xì)，磁力小。你知道哪些地方用了電動(dòng)機(jī)？答：電扇、汽車(chē)、水泵、洗衣機(jī)、面粉加工廠等都用了電動(dòng)機(jī)。各種用電器是如何轉(zhuǎn)化能量的？答：電扇是把電能轉(zhuǎn)化成風(fēng)能；電視機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成光能和聲能；電熱壺把電能轉(zhuǎn)化成熱能；電烤箱是把電能轉(zhuǎn)化成熱能；風(fēng)車(chē)把風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；電燈把電能轉(zhuǎn)化成光能和熱能；電吹風(fēng)把電能轉(zhuǎn)化成風(fēng)能和熱能；電動(dòng)自行車(chē)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。哪些物體悄悄地儲(chǔ)存著能量？我們身體運(yùn)動(dòng)的能量是從哪兒來(lái)的？ 答：食物和汽油中悄悄地儲(chǔ)存著能量。我們身體運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)自于食物。用兩手相互摩擦，我們有什么感覺(jué)？反復(fù)彎折一段鐵絲，摸一摸鐵絲，有什么感覺(jué)？這過(guò)程中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？答：用兩手相互摩擦，兩手會(huì)有發(fā)熱的感覺(jué)；反復(fù)彎折一段鐵絲，然后摸一摸鐵絲，感覺(jué)發(fā)燙。這些過(guò)程中，人的生物能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，又轉(zhuǎn)化成熱能。煤、石油、天然氣的能量是從哪兒來(lái)的？它們與太陽(yáng)能有什么關(guān)系？答：煤的能量來(lái)自億萬(wàn)年前的植物；石油、天然氣的能量來(lái)自幾億年前的低等生物；它們的能量都來(lái)自于太陽(yáng)。水能、風(fēng)能、所有的生物能都來(lái)自于太陽(yáng)。怎樣節(jié)約能源？答：不使用一次性筷子；用節(jié)能電器；多利用太陽(yáng)能、幾能；做好增圾分類和廢舊物品的回收和利用。1我們現(xiàn)在使用的能源有哪些？它們?cè)醋阅睦铮看穑含F(xiàn)在我們?nèi)P(pán)的能源有煤、石油、天然氣、風(fēng)、流水、植物等。它們?cè)从谔?yáng)能。煤、石油、天然氣是不可再生的；風(fēng)、流水、植物是可再生的。單元四：生物的多樣性到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并分類記載的生物種類超過(guò)了200萬(wàn)種，估計(jì)地球上現(xiàn)存的物種應(yīng)有200萬(wàn)—450萬(wàn)種?？茖W(xué)家常常要對(duì)一個(gè)區(qū)域的動(dòng)植物種類和分布情況進(jìn)行調(diào)查。分區(qū)域觀察研究是科學(xué)研究常用的方法。校園里的動(dòng)植物種類很多，生活的環(huán)境也各不相同。我國(guó)珍稀植物有珙桐、人參、水杉、銀杏、金花茶等。我國(guó)珍稀動(dòng)物有大熊貓、藏羚羊、揚(yáng)子鱷、白鰭豚、亞洲象、金絲猴等。用分類的方法可以幫助我們更好地辨別和研究動(dòng)植物。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以將植物分成不同的類別。如根據(jù)莖的特點(diǎn)植物可以分為木本植物（如：桃樹(shù)樟樹(shù)）和草本植物（如：狗尾草、水稻）；根據(jù)生活環(huán)境將植物分為水生植物（如：浮萍）和陸生植物（如：雪松）?？茖W(xué)家主要是根據(jù)植物的特征對(duì)植物進(jìn)行分類。他們根據(jù)植物有沒(méi)有花把植物分成了兩大類：開(kāi)花的植物和不開(kāi)花的植物。在植物王國(guó)中，已發(fā)現(xiàn)的種類有30多萬(wàn)種，開(kāi)花的植物約占一半以上。在不開(kāi)花的植物中，蕨類、藻類、苔蘚類和開(kāi)花的植物一樣，自己進(jìn)行光合作用制造養(yǎng)料。1不開(kāi)花的植物包括蕨類(如：蕨菜)、藻類(如：紫菜)和苔蘚類（如：葫蘆蘚）植物等。1屬于開(kāi)花的植物有：桃樹(shù)、油菜花、鳳仙花、月季等1科學(xué)家把動(dòng)物分成脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物兩大類。身體中有脊柱的動(dòng)物叫脊椎動(dòng)物，沒(méi)有脊柱的動(dòng)物叫無(wú)脊椎動(dòng)物。1像螞蟻、蝗蟲(chóng)、蜜蜂那樣，身體上有三對(duì)足的動(dòng)物是昆蟲(chóng)類；像金魚(yú)、鯉魚(yú)那樣，終生在水中生活，用鰓呼吸的動(dòng)物是魚(yú)類；身體上長(zhǎng)羽毛的動(dòng)物是鳥(niǎo)類；直接生小動(dòng)物，并用乳汁喂養(yǎng)小動(dòng)物是哺乳動(dòng)物。爬行動(dòng)物：身體表面有鱗或甲，肚皮貼近地爬。兩棲動(dòng)物：小時(shí)候在水里生活，用鰓呼吸；長(zhǎng)大后在陸地生活，用肺呼吸。1動(dòng)物的身體構(gòu)造和生命活動(dòng)特征是科學(xué)家對(duì)動(dòng)物進(jìn)行分類的重要標(biāo)準(zhǔn)。1在動(dòng)物王國(guó)中，已發(fā)現(xiàn)的種類已經(jīng)有150多萬(wàn)種，是生命世界中類別最多的。而昆蟲(chóng)又是動(dòng)物王國(guó)中種類最多的，已知的昆蟲(chóng)達(dá)到100多萬(wàn)種，約占80%。1脊椎動(dòng)物是動(dòng)物身體中長(zhǎng)有脊柱，構(gòu)造比較復(fù)雜的一類，它又可以分為魚(yú)類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類、哺乳動(dòng)物。脊椎動(dòng)物： 哺乳動(dòng)物：蝙蝠、羊、兔、豬、鯨、海豹鳥(niǎo) 類：雞、鴨、鵝、老鷹、大雁、貓頭鷹爬行動(dòng)物：壁虎、蛇、鱷魚(yú)、龜、蜥蜴、甲魚(yú)兩棲動(dòng)物：蟾蜍、蠑螈、娃娃魚(yú)魚(yú) 類：海馬、鯽魚(yú)、鰻、泥鰍、黃鱔、鯉魚(yú)1不同的生物有各種不相同的特征。1我們不能找到兩個(gè)相貌完全相同的人。植物的葉具有進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的功能。仙人掌生活在缺水的沙漠，為了減少水分的蒸發(fā)，葉子退化成刺狀，莖綠色、肥厚多汁，承擔(dān)起光合作用和儲(chǔ)存水分的功能；松樹(shù)生活的區(qū)域較為廣泛，針形葉可以減少水分的蒸發(fā)，有利于保持身體溫度；香蕉生活在水分充足的熱帶地區(qū)，葉子寬大，更有利于蒸發(fā)體內(nèi)水分，調(diào)節(jié)植物體的溫度。植物所具有的不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是它們長(zhǎng)期適應(yīng)生活環(huán)境的結(jié)果。