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第一單元 工具和機械
一、使用工具
1.機械 是能使我們省力或方便的裝置。
2.螺絲刀、釘錘、剪刀這些機械構造很簡單，又叫簡單機械。
3.用螺絲刀可以比較方便的把螺絲釘從木頭中取出，用羊角榔頭可以比較方便的把鐵釘從木頭中取出。不同的工具有不同的用途。
二、槓桿的科學
1.像撬棍這樣的簡單機械叫做槓桿 。
2.槓桿上有三個重要的位置：支撐著槓桿，使槓桿能圍繞著轉動的位置叫 支點 ;在槓桿上用力的位置叫 用力點 ;槓桿克服阻力的位置叫阻力點。
3.當阻力點到支點的距離小於用力點到支點的距離時，槓桿省力 ;當阻力點到支點的距離大於用力點到支點的距離時，槓桿費力;當阻力點到支點的距離等於用力點到支點的距離時，槓桿不省力也不費力 。
4.槓桿尺上有支點，左右兩邊都有到支點距離的標記，是研究槓桿作用的好工具。
5.用三種不同的方法掛鉤碼，使槓桿尺保持平衡，把你的方法在下圖畫出來。
三、槓桿類工具的研究
1.省力的是(鐵片、羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器 )，費力的是(火鉗、鑷子)。
2.常用的槓桿類工具中羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器是省力槓桿;火鉗、筷子、鑷子是費力槓桿;蹺蹺板、天平、訂書器是不省力也不費力槓桿。有些槓桿類工具設計成費力的是因為它有方便的好處(如：鑷子、釣魚竿等)。
3.“秤砣雖小，能壓千斤”，那是桿秤利用了 槓桿 原理的結果(提繩是支點，秤砣是用力點，稱重物處是阻力點)。
4.我們身體上的前臂骨像是一根槓桿，肘關節是支點，手握物體處是阻力點，上臂的肱二頭肌處就是用力點。
5.阿基米德曾說：“只要在宇宙中給我一個支點，我能用一根長長的棍子把地球撬起來。”這裡的棍子相當於槓桿。
四、輪軸的祕密
1.像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起轉動的機械，叫做輪軸 。螺絲刀是輪軸類工具，它的刀柄是輪 ，刀杆是軸。
2.在輪上用力帶動軸運動時省力;在軸上用力帶動輪運動時費力。
3.輪軸可以省力，輪越大，用輪帶動軸轉動就越省力。所以螺絲刀的刀柄總是比刀杆要粗一些。
4.扳手套在螺帽上組成了輪軸，這時整個扳手是輪，螺帽部分是軸 。
5.生活中的輪軸：水龍頭、門鎖把手、汽車方向盤、扳手、轆轤等。
五、定滑輪和動滑輪
1.像旗杆頂部的滑輪那樣，固定在一個位置轉動而不移動的滑輪叫做 定滑輪 ;定滑輪可以 改變用力方向 ，但不能省力。
2.像塔吊的吊鉤上可以隨著重物一起移動的滑輪叫做動滑輪;動滑輪可以 省力，但不能改變用力方向。
3.動滑輪可以省力，但不能改變用力方向。
*力的大小用測力計來測量，牛頓是力的單位，用字母“N”表示。
六、滑輪組
1.把定滑輪和動滑輪組合在一起使用，就構成了滑輪組。使用滑輪組既能省力，又能改變用力方向 。
2.一個定滑輪和一個動滑輪組合在一起為一個最簡單的滑輪組 ，滑輪組的組數越多，就越省力。
3.起重機運用了滑輪組。
4. ①名稱：定滑輪_ ②名稱：動滑輪 ③名稱：滑輪組 ④名稱：滑輪組
所起的作用： 所起的作用： 所起的作用： 所起的作用：
改變用力方向 能省力 既能省力 既能省力
不能省力 不能改變用力方向 又能改變用力方向 又能改變用力方向
如果分別用它們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.像搭在汽車車廂上的木板那樣的簡單機械，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.生活中應用斜面的地方很多，如 “S” 形的盤山公路、各種斜坡、各種刀刃、螺絲釘的螺紋，高架橋的引橋等 。
4.螺絲釘的螺紋是斜面的變形。同樣粗細的螺絲釘，螺紋越密，旋進木頭時越 省力 。
5. 研究的問題：斜面的坡度對省力多少有影響嗎?
我的'假設： 斜面的坡度對省力多少有影響;斜面的坡度越小越省力。
需要改變的條件： 斜面的坡度大小(木塊的高低)
不改變的條件： 同一個重物，同一塊木板，提升重物的速度;
實驗方法：(1)把一塊木板分別搭在高低不同的木塊上，做成幾個坡度不同的斜面; (2)用測力計勾住重物，用同樣的速度沿不同坡度的斜面提升重物;(3)記錄下在每種斜面上用力的大小，並進行比較。
八、自行車上的簡單機械
1.自行車運用了 槓桿(如：剎車、車鈴的按鈕) 、 輪軸 (如：把手、腳蹬) 、斜面(如：螺絲釘) 等簡單機械的原理。這些簡單機械起到省力或方便的作用。
2.自行車上齒輪轉動的快慢與齒輪大小的關係是：大齒輪帶動小齒輪轉動時，小齒輪轉動比大齒輪 快 ;小齒輪帶動大齒輪轉動時，大齒輪轉動比小齒輪 慢 。
* 綜合：請把下面物品和應用的簡單機械原理用線連起來。
斜面 輪軸 槓桿 滑輪
螺絲刀 鑷子 螺絲釘 水龍頭 起重機
第二單元 形狀與結構
一、抵抗彎曲
1.房屋、橋樑結構中有直立的“柱子”和橫放的“橫樑”，橫樑比柱子容易彎曲和斷裂，所以要提高橫樑的抗彎曲能力。
2.提高材料的抗彎曲能力，我們可以通過增加材料的寬度，還可以增加材料的厚度或改變材料的形狀。
3.紙的寬度增加，抗彎曲能力也會增加;紙的厚度增加，抗彎曲能力會大大增加。
4.研究的問題：紙的寬度與抗彎曲能力的大小有關嗎?
實驗材料：兩疊書、三張A4紙、若干個墊圈
實驗假設：有關，紙越寬的抗彎曲能力越大
實驗步驟：①把兩疊書當作橋墩，放上一張紙，最多能承受幾個墊圈;②放兩張紙，最多能承受幾個墊圈;③放三張紙，最多能承受幾個墊圈;④比較結果，得出結論。
實驗中應控制不變的量： 紙的寬度 ;不變的量有： 橋墩的高度、寬度，每張紙的大小，每個墊圈的重量，紙被壓垮的程度。
在這個實驗中我們用承載墊圈的個數表示紙樑的抗彎曲能力。
二、形狀與抗彎曲能力
1.把薄板形材料彎折成“V”“L”“U”“T”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，增加厚度是能大大增強材料抗彎曲能力的。
2.一般情況下橫樑是立著放的，因為橫樑立著放雖然減少材料寬度，但增加了厚度，大大增強了橫樑的抗彎曲能力。
3.瓦楞紙板的結構為什麼能使柔軟的紙變堅硬了了?因為瓦楞紙中間的結構是是W是形，雖然減少了材料的寬度，但增加了厚度，就大大增強了材料的抗彎曲能力。
三、拱形的力量
1.拱形承載重量時，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合得更加緊密。拱形受壓會產生一個向外推的力，抵住了這個力，拱就能承載很大的重量。
2.抵住拱足，能使拱的形狀保持不變，拱就能承載更大的重量。
四、找拱形
1.圓頂形可以看成拱形的組合，它有拱形承載壓力大的優點，而且不產生向外的推力。
2.球形在各個方向上都可以看成拱形，這使得它比任何形狀都要堅固。(如手捏雞蛋不易碎)
3.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。
4.人體的結構非常巧妙。頭骨近似於球形，可以很好的保護大腦;拱形的肋骨護衛著胸腔中的內臟;人的足骨構成一個拱形——足弓，它可以更好的承載人體的重量。
5.生活中的拱形：肋骨、足弓、拱門，拱窗，拱橋;圓頂形：龜殼，貝殼;球形：蛋殼，果實，頭骨。
6.同樣多的材料，做成空心的管狀比做成實心的棒狀要粗的多，而且任何方向的抗彎曲力都相同，即重量輕、強度高。管狀的手臂骨、腿骨，植物的杆、莖，鋼管都是應用了這個原理。
五、做框架
1.像鐵塔這樣骨架式的構造叫做框架結構。三角形框架具有穩定性的特點。
2.長方形框架、正方體框架加上斜杆相當於裡面有了三角形，可以起到加固作用。
六、建高塔
1.用框架結構可以建起很高的建築而花費的材料卻很少，框架結構以三角形為基本構造。
2.框架鐵塔結構特點：①上小下大②上輕下重③風阻小等。
七、橋的形狀和結構
1.橋面在拱下方的拱橋，橋板可以拉住拱足，抵消拱向外的推力，減少了橋墩的負擔。橋面也比較低而且平坦，方便通行。
2.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。
3.鋼索橋的結構：由鋼纜、橋塔、橋面組成。鋼纜是橋承重的主要構件，橋塔是支承鋼纜的主要構件。橋塔修得高，是為了降低鋼纜的拉力。
八、用紙造一座橋
1.用紙設計橋需考慮哪些問題：①紙這種材料的特性;②紙的承受力有什麼特點;③選擇形狀和結構。④用什麼方法增強紙的抗彎曲能力。
2.杭州灣跨海大橋全長36公里，其長度在目前世界上在建和己建的跨海大橋中位居第一。於2008年5月1日正式通車。
3.評價一座橋好壞的指標：①是否堅固;②是否節省材料;③是否美觀。
