1、第第四四单元单元 简单机械简单机械 13.13.撬重物的窍门撬重物的窍门 像这种用来撬动重物的装置叫作杠杆，它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。 杠杆的组成结构： 这里的撬棍为杠杆的“杆”，短圆木与“杆”的接触点为杠杆的支点。 这种方法很省力，只要一个同学就能撬动讲台。 实验：用平衡尺研究杠杆 问题：平衡尺在什么情况下能够保持平衡？ 实验设计： 1.调节平衡尺，使其在水平位置平衡。 2.在支点左侧 10 厘米处挂两个相同的钩码。 3.分别在支点右侧 5 厘米、10 厘米、20 厘米处挂钩码，观察需要多少个钩码才能使平衡尺平衡。 4.将左侧的钩码移到 15 厘米处，在右侧怎么挂钩码才能使平衡
2、尺平衡？ 实验记录： 钩码钩码 支点左侧支点左侧 支点右侧支点右侧 位置位置/ /厘米厘米 10 5 10 20 数量数量/ /个个 2 4 2 1 实验结论：距离支点越远，保 持平衡需要的钩码越少，即越省力。 省力杠杆和费力杠杆 省力杠杆：花剪、开罐头的螺丝刀、杆秤。 费力杠杆：扫帚、镊子、理发剪刀 费力杠杆不省力，为什么还要用它？ 生活中的不省力杠杆，即费力杠杆，并非真正“费力”，用它是为了省距离。 下图中，成人坐在哪里，跷跷板另一端的小朋友才能翘起他？ 成人应尽能往支点近，小朋才能轻松起大人。 小杆秤的支点、用力点、阻力点分别在哪里？小杆秤称重物的原理是什么？ 小杆秤的支点为提纽与秤杆的
3、接触点，用力点为秤盘或秤钩的吊线与秤杆的接触点，阻力点为秤砣吊线与秤杆的接触点。 人可调节阻力点的位置使杆秤平衡，根据此刻阻力点的位置读出物重。在称重时，杆秤实为一个省力杠杆。 公元前 3 世纪，古希腊学者阿基米德在前人使用吊杆和撬棍的经验的基础上，提出了杠杆原理。 阿基米德根据杠杆原理，完成了一系列发明创造。如投石器，可以将各种飞弹和巨石投得很远，在城市防御战中发挥了巨大作用。 为了说明杠杆原理的威力，阿基米德曾经说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。” 学生活动手册 记录用平衡尺研究杠杆的实验。 1.在支点左侧 10 厘米处挂 2 个钩码，要使平衡尺保持平衡，将右侧这些位置上应挂的钩码
4、数量记录在表格里。 钩码钩码 支点左侧支点左侧 支点右侧支点右侧 位置位置/ /厘米厘米 10 5 10 20 数量数量/ /个个 2 4 2 1 2.在支点左侧 15 厘米处挂 2 个钩码，要使平衡尺保持平衡，将右侧这些位置上应挂的钩码数量记录在表格里。 钩码钩码 支点左侧支点左侧 支点右侧支点右侧 位置位置/ /厘米厘米 10 5 10 15 数量数量/ /个个 2 6 3 2 分析下面杠杆类工具，用“”在图中标出支点的位置，并写出它们是省力杠杆还是费力杠杆。 省力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 14.14.拧螺丝的学问拧螺丝的学问 像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转
5、动的装置叫作轮轴。 找一找，这些物品中哪一部分是轮，哪一部分是轴。 摇柄是轮，铅笔对面的螺母是轴。 球型把手是轮，锁芯是轴。 兰花龙头是轮， 阀门芯是轴。 比较用两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况。 用无柄螺丝刀，是在轴上用力，费力。 用有柄螺丝刀，是在轮上用力，省力。 实验：研究轮轴在什么情况下更省力。 实验方法： 1.在轴上挂一定数量的钩码。 2.观察在轮上挂多少个钩码，才能使轮轴平衡。 3.保持轴上钩码个数不变，换更大的轮，重复实验步骤 2。 实验问题： 当轮轴平衡时，在轴和轮上所挂钩码的个数相同吗？ 轮轴平衡时，在轮上悬挂的钩码少，在轴上悬挂的钩码多。 换更大的轮后，所挂钩码的个数有变化吗？
6、 轮越大，悬挂的钩码越少，轮轴也越省力。省力表现为在大轮上以数量较少的钩码来平衡小轮上数量较多的钩码。 想一想：是在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？ 钩码数量的多少，表示用力的大小。在轮上用力更省力。 实验结论： 轮轴是在轮上用力更省力，而且轮越大，轮轴也越省力。 内六角扳手也是一种轮轴工具。 在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？ 把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝，更省力。因为手柄好比轮轴上的轮，扳手与螺丝的接触面好比轴，由于轴不变，轮越大就越省力。 生活中，哪些物品是在轮上用力？哪些是在轴上用力？ 竹蜻蜓，在轴上用力，可利用其在手心连续滚动多圈，使叶片快速转动。 擀面杖，在轴
7、上用力，使轮转动的距离远。 石磨，在轮上用力。 套筒扳手，在轮上用力。 在明代科学家宋应星所著的 天工开物 中， 记载了我国古代使用轮轴的许多发明创造，如筒车、辘轳(l lu)、飏(yng)扇、翻车等工具，这些发明创造极大地提高了生产劳动的效率。直到现在，有些工具仍然在使用。 学生活动手册 记录研究轮轴在什么情况下更省力的实验。 在轴的右侧细绳上挂 4 个钩码，要使轮轴保持平衡，轮的左侧细绳上应挂几个钩码？把实验结果记录在表格里。 钩码位置 轴 轮 A 轮(小) B 轮(大) 钩码数量/个 4 钩码数量根据实验器材的规格略有不同，总的来说，B 轮比 A 轮数量少。 我的结论： 1.换了更大的轮
8、后，所挂钩码数量(C)。 A.没有变化 B.增加了 C.减少了 2.在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？ 在轮上用力省力。 分析下面轮轴类工具，在轮上用力的画“”，在轴上用力的画“”。 15.15.升旗的方法升旗的方法 如果滑轮工作时只是转动，位置固定不变，这样的滑轮叫作定滑轮。如果滑轮随着被拉的物体一起移动位置，这样的滑轮叫作动滑轮。 比较定滑轮和动滑轮 定滑轮 动滑轮 定滑轮能够改变用力方向，使用方便，但不省力。 动滑轮不能改变用力方向，但能省力。 用定滑轮和动滑轮分别提升同一个物体，用力的方向一样吗？用力的大小一样吗？ 用定滑轮时，将弹簧测力计向下拉动，用力的大小与重物的重力基本相同。
9、用动滑轮时，将弹簧测力计向上拉动，用力的大小明显小于重物的重力。 学生活动手册 在下图中用红色箭头表示人用力的方向，用蓝色箭头表示重物运动的方向。 研究用定滑轮和动滑轮提升物体，把测力计读数填写在表格里。 钩码质量钩码质量/ /克克 测力计读数测力计读数/ /牛牛 直接垂直提升直接垂直提升 用定滑轮提升用定滑轮提升 用动滑轮提升用动滑轮提升 50 0.49 0.49 0.24 100 0.98 0.98 0.49 150 1.47 1.47 0.74 （拉力与竖直提起钩码拉力相等。拉力约是竖直提起钩码拉力的一半。） 我的结论我的结论： 拉动同一个物体，动滑轮比定滑轮省力。 16.16.斜坡的启
10、示斜坡的启示 搬自行车上台阶，把重物搬上卡车，都比较费力。你有好的解决办法吗？ 可以借助坡道搬运自行车上台阶。 可以借助斜坡踏板搬运重物上卡车。 古人利用斜坡建造金字塔，在金字塔的旁边用泥土堆建了 Z 形斜坡，可以运送大型石块到金字塔的任何位置。工程结束，拆掉斜坡即露出金字塔。 像搭在车厢与地面之间的长硬板这样，与地面有一定的夹角(坡度)的面，叫作斜面。它能帮助人们抬升重物，减轻劳动强度。 实验：研究拉小车的力与斜面坡度大小的关系。 问题：斜面坡度大小会影响拉小车的力吗？ 实验设计： 1.搭好实验装置。 2.先测出直接提升小车需要的力，再测出沿斜面拉小车的力。 3.改变斜面坡度，测出沿不同坡度
11、拉小车的力。 实验记录： 斜面坡度斜面坡度 ( (书的本数书的本数) ) 1 2 3 4 5 6 拉小车的拉小车的 力力/ /牛牛 1.05 1.3 1.5 1.85 2.1 2.4 实验结论：随着斜面坡度的增大，所需拉力越来越大。 将一张三角形的纸绕在一支铅笔上，很像螺丝的螺纹。螺丝上的螺旋与斜面有什么关系？ 把螺旋展开就是三角形的斜边，螺旋使得钉钉子更容易。 螺旋其实也是斜面的一种应用。 如果有这样两条上山的路，你会选哪一条？用你学到的知识解释原因。 选择直线型的道路会很费力，距离近。选择盘山公路会很省力，但是距离远。想省力，上山一般选择盘山公路，因为盘山公路是变形的斜面。 杠杆、轮轴、滑
12、轮、斜面等装置构造简单，既能减轻人们的劳动强度，又能提高工作效率，被称为简单机械。 自行车是一种既轻便又环保的交通工具。找一找：自行车上用到了哪些简单机械？ 车把是轮轴，车闸是杠杆，脚踏板是轮轴，坐垫高低调节旋转时是轮轴 学生活动手册 测出沿不同坡度拉小车的力，把测力计读数填写在表格里。 斜面坡度斜面坡度 ( (书的本数书的本数) ) 1 2 3 4 5 6 拉小车的拉小车的 力力/ /牛牛 1.05 1.3 1.5 1.85 2.1 2.4 我的结论我的结论：斜面坡度越大越费力，坡度越小越省力。 自行车上用到了各种简单机械。下图中，用“”标出的这些部位分别属于哪种简单机械？把序号填写在表格里。 简单机械简单机械 杠杆杠杆 轮轴轮轴 滑轮滑轮 斜面斜面 序号序号 2 1.3 5 4.6 坐垫下面螺旋式套管是斜面。斜面还有：螺母、螺栓。 STEMSTEM 学习学习 立体小菜园立体小菜园 学生活动手册 把建造立体小菜园的任务、要求及问题清单填写在表格里。 任务任务 在阳台上建一个立体小菜园 要求要求 每周提供两次以上的汤菜，且不重样 问题清单问题清单 种哪几种菜？ 种多少？ 用什么容器？ 采用什么方式立体种植？ 怎样计算汤菜的量？ 等等。 将不同的要求与相符合的蔬菜种类连线。
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