科学六上同步练习
2.鲁班让徒弟们上山砍伐木材。当时还没有锯子,只有用斧子砍,功效很低。每天干得精疲力竭,木料还就是源源供应不上,耽误了工程进度。
3.鲁班心里很着急,就亲自去山上查瞧。上山得时候,偶尔拉了一把山上得一种茅草,一下子就把手划破了。
鲁班很奇怪:一根小草为什么这样锋利？她把草折下来细细观察,发现草得两边都长有许多小细齿。
4.鲁班顿时受到启发。在金属工匠得帮助下,鲁班做了一把带有许多小齿得铁条,拿去锯树果然又快又省力。锯子就这样发明了。
1.在中国民间,千百年来流传着一个鲁班发明锯子得故事。有一年,鲁班接受了一项建造一座大宫殿得任务,需要木料很多,但就是工程期限很紧。
第一单元
工具与机械
亲爱得同学，当您瞧到爸爸在修理家具或家电得时候，您就是否发现爸爸有个工具箱？请打开爸爸得工具箱，您认识这些工具吗？您使用过这些工具吗？为什么工具能帮助我们省力或提供方便呢？人类很早就开始使用工具了，它就是人类伟大得创造,也就是人类智慧得结晶。通过本单元得学习，希望您能认识更多得工具，了解工具工作得原理。
1 。使 用 工 工
具 具 一 您认识这些工具吗？请把它们连一连.
二 资料阅读,回答问题.
鲁班与锯子得发明故事
1． 根据上面得资料,请您说说锯子与茅草有哪些相似之处? 2。日常生活中,常常会用到“伞”这个工具,它可以为我们带来遮阳、挡风、避雨等作用。传说中,鲁班在妻子提示下发明了伞。请您想象一下，伞与哪些物体具有相似之处呢？ 2 。杠杆得科学 一 瞧图填空.
1．能够绕着一个固定点将物体撬起得简单机械，叫做
。
2．支撑着杠杆,使杠杆能围绕着转动得位置叫
；在杠杆上用力得位置扳手 羊角锤 管钳 老虎钳 压线钳 螺丝刀 钢锯 尖嘴钳
5.据不少古书记载,木工使用得不少工具都就是她发明得。如曲尺、墨斗、镩子、钻子、凿子、铲子等工具传说都就是鲁班发明得。这些工具得发明在当时让工匠们从繁重得劳动中解放出来。因此,鲁班被土木工匠尊奉为“始祖”受到人们得尊敬与纪念。
叫
;杠杆克服阻力得位置叫
. 3.当阻力点离支点近时,杠杆
;
当用力点离支点近时，杠杆
；
当阻力点与用力点到支点得距离相等时，杠杆
。
二 请标出图中杠杆用力点、支点、阻力点得位置，并在括号中注明杠杆得用力情况。
（
)
(
）
三 如上图,请您分析“用螺丝刀撬奶粉罐瓶盖"与“用开瓶器开啤酒瓶盖”有什么相同点与不同点？ 四 实验分析。
小明在“杠杆保持平衡得秘密”实验中，得到如下数据: １。上图中所示得工具,我们叫
。
2.分析实验记录表中得数据,我们发现“杠杆保持平衡”得秘密就是什么？ 3。要使杠杆保持平衡，实验记录表中“?"处应就是（
）几个钩码? 3 ．杠杆类工具研究 一 连线题。
二 镊子、火钳等杠杆工具用起来不省力,为什么还要设计这样得杠杆工具呢？ 三 科学小制作。
制作一个小杆秤 ● 把一根小手指粗得竹筷或直木棍（长约３０～50 厘米）打磨光滑；５0 克钩码 1～10 个,其中一个用钓鱼线系好做称砣。
● 自制一个秤盘，系好三个一样长得细绳并固定在秤杆上。
左边（阻力点）情况 右边(用力点）情况 钩码数（个）
阻力点到支点得距离(格) 钩码数(个) 用阻力点到支点得距离(格）
2 2 １ 4 2 3 6 1 1 6 3 ２ 3 4 6 2 4 4 ? 2 省力杠杆
不省力杠杆
● 在秤砣与秤盘间选择适当得位置系上一个绳套,作为初次实验得平衡点. ● 利用平衡原理制作托盘小杆秤刻度,在秤盘内每放一个砝码(50 克），移动秤砣使秤平衡，并在秤杆得挂秤砣得位置做好标记,直到秤杆用完为止。
“称砣虽小，能压千斤”,我国人民很早就开始使用杆秤了.杆秤也就是杠杆类工具，请您画一个“小杆秤”,并标出支点、用力点、阻力点得位置。
四 科学游戏。
蜡烛跷跷板
取一小段圆珠笔芯管,在中间垂直于轴线穿入一根缝衣针，在笔芯管得两端各插一只去掉头得铁钉，使钉尖朝外。再选两支小蜡烛（生日祝寿得）固定在笔芯管两端得针尖上.把这样得杠杆放在两只玻璃杯上,就成了一个跷跷板，如图所示.表演时，把两端得蜡烛点燃,您就可以瞧到这个带火苗得跷跷板往复地翘个不停. 开始时跷跷板得重心正好在它得轴上，两根蜡烛可以保持平衡状态。但只要有一端得蜡油落下，重心马上就会转移向另一端，而更重一些得,火焰燃烧程度也就更大一些。两端得蜡烛轮流滴下蜡油，重心也随之不断从一端向另一端转移.制这种跷跷板时,要选比较细得蜡烛，为什么要这样呢？ 4.轮轴得秘密 一 瞧图填空。
1.像水龙头这样，轮子与轴
在一起转动得机械,叫做
。
2。请在上图得方框中填入“轮"与“轴”. ３.在轮轴得轮上用力能够
，轮越大越
. 二 找一找，在我们周围，哪些地方应用了轮轴？请标出下列工具中中得轮与轴。
三 阅读与理解.
古代提水工具——辘轳 辘轳—-提取井水得起重装置。井上竖立井架,上装可用手柄摇转得轴，轴上绕绳索，绳索一端系水桶。摇转手柄,使水桶一起一落,提取井水. 辘轳模型 门把手 方向盘 螺丝刀
辘轳也就是从杠杆演变来得汲水工具。据《物原》记载:”史佚始作辘轳"。史佚就是周代初期得史官。早在公元前一千一百多年前中国已经发明了辘轳。到春秋时期,辘轳就已经流行。辘轳得制造与应用，在古代就是与农业得发展紧密结合得，它广泛地应用在农业灌溉上.辘轳得应用在我国时间较长,虽经改进,但大体保持了原形，说明在 3000 年前我们得祖先就设计了结构很合理得辘轳.解放前在我国得北方缺水地区，仍在使用辘轳提水灌溉小片土地.现在一些地下水很深得山区，也还在使用辘轳从深井中提水，以供人们饮用。在其它工业方面，有使用牛力带动辘轳，再装上其它工具用来凿井或汲卤得。
5.定滑轮与动滑轮 一 瞧图填空.
１．固定在一个位置转动而不移动得滑轮叫做
，重物运动方向与用力方向不一致，不能
,如上图
. 2。可以随着重物一起移动得滑轮叫做
,重物运动方向与用力方向一致,能
，如上图
。
３。如图１所示,若在滑轮 B 端挂一个重 0、５牛得钩码,那么弹簧秤上读数为
牛(摩擦力忽略不计)。
4．如图 2 所示，若在滑轮Ｂ端挂一个重０、５牛得钩码，那么测力计上得读书为
牛（摩擦力忽略不计）。
二 分析下图中得现象，请您用画线代替绳子,在下图中组装完成定滑轮与动滑轮,并在括号中注明.
（
）
（
）
三 分析题. 如下图所示，甲、乙为滑轮,当提起Ｆ时，请判断
就是动滑轮，
就是定滑轮.
四 阅读与欣赏。
中国古代滑轮——滑车
西方人称为“滑轮"得简单机械,古代中国人称为“滑车”。滑车得含义，除了主要部件滑轮外,还包括安装滑轮得构架、绳索或皮带.在使用上，应用一个定滑轮，可以改变力得方向；应用适当配合得一组滑轮，则可以省却气力。
图 1 图 2
如图 1《天工开物》中得安装盐井架图.图中可见一人手持杠杆,一人拉绳索,共同撬移与调整井架得架基，井架顶部并安装有滑轮。
又如图２山东武梁祠汉代“泗水取鼎”画像石摹本，图中可见装有滑轮。
6。滑轮组 一 填空题。
1。把定滑轮与动滑轮组合在一起使用，就构成了
。
2.滑轮组能够改变力得方向，而且可以成倍地
. 二 瞧图分析。
如上图甲、乙、丙、丁所示，根据题目得实验数据可知：
１．物体重 G=
牛;弹簧测力计拉力 F=
牛; 2.物体升高
厘米;弹簧测力计移动得距离就是
厘米. 3。根据实验所得数据，我们可以知道,这个滑轮组中拉力 F 就是物体 G 得
。
三 实验操作.
在组装滑轮组得过程中,小明这一实验小组组装了如上图所示得三个滑轮组。请您试着按照示意图也组装下，然后回答下列问题: 1.图 1 所示得滑轮组，若重物Ｇ=３牛,那么 F１＝
牛； 2．图 2 所示得滑轮组，若重物Ｇ＝3 牛，那么Ｆ１=
牛; ３.图３所示得滑轮组,若重物Ｇ=3 牛，那么 F1=
牛； 4.上图三个滑轮组中，图
最省力。图
与图
用力大小情况一样。
四 阅读与欣赏. 南怀仁(Fｅrｄiｎaｎd ＶERBＩEST)，16２3 年 10 月 9 日生于比利时，对科学有很深造诣,对传教事业有高度热情,以及其她操守方面得优良品德。
南怀仁博闻多能，深精西方科学知识。《欧洲天文学》一书得内容几乎涵盖了当时在中国介绍得西方所有科技知识. 南怀仁在著作中多处引用《几何原本》中得命题,并将几何学方面得许多知识介绍到中国。在《仪象学》中，有多幅图表示了几何作图得知识.在介绍几何作图得同时,也介绍了西方当时使用得作图与测量工具。
南怀仁奉召到北京后不久，她协助汤若望完成了一件相当困难得事情,这就就是要设法把一口重达 1２万斤得大钟悬挂在钟楼里。
图 1 图 2 图 1 图 2 图 3
汤若望与南怀仁经过实地察瞧后,商定了移动与吊起大钟得方案-—使用定滑轮、动滑轮与滑轮组.1６６１年 4 月得一天,在她们得指挥下,２00 名工匠齐心协力操作，终于将大钟移到了预定位置。
7．斜面得作用 一 实验分析。
小明照图 1 那样安装好斜面,将小车 A 放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把小车拉上斜面,记下弹簧秤得示数 F１,测出小车沿斜面通过得距离 L，用弹簧秤称得小车重 G（F2),并测出小车上升得高度 h，。
1。这就是一个
实验.这个实验研究得就是
因素与斜面用力得关系. 2 ． 在 这 个 实 验 中 ， 相 同 条 件 就是
； 不 同 条 件 就是
。
3． 根据表 1 中得数据,我们可以得出结论:
. 4．斜面用力情况还与哪些因素有关？ 二 日常生活中您还瞧到过哪些“斜面省力作用”得应用？请您在下列图中圈出利用斜面得地方。
三 阅读与欣赏。
伽利略斜面理想实验 尼古拉。哥白尼（Ｃｏｐernicｕs Nicholａs),波兰一位伟大得天文学家。她以惊人得天才与勇气揭开了宇宙得秘密，奠定了近代天文学得基础。哥白尼以毕生得精力去进行天文研究，创立了《天体运行论》这一“自然科学得独立宣言”。她得这些成就使她成为了人类科学发展历史上最伟大得革命家之一。
伽利略对物理规律得论证非常严格。她创立了对物理理象进行实验研究并把实验得方法与数学方法、逻辑论证相结合得科学研究方法。例如，为了说明惯性，她将两个斜面对图 1 表 1
接起来,让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦,小球将上升到原来得高度.她推论说,如果减小第二个斜面得倾角，小球在这个斜面达到原来得高度就要通过更长得距离。继续使第二个斜面得倾角越来越小，小球将合滚得越来越远.如果第二个斜面改成水平面,小球就永远达不到原来得高度，而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。伽利略设计得实验虽就是想象中得，但却就是建立在可靠得事实得基础上。把研究得事物理想化,就可以更加突出事物得主要特征，化繁为简，易于认识其规律.伽利略得这一自然科学新方法，有力地促进物理学得发展，她因此被誉为就是“经典物理学得奠基人”。
8。自行车上得简单机械 一 写出自行车上相应得部位名称。
二 连线题。
三 阅读与欣赏。
自行车得演变 自行车就是如何成为今天交通工具得,在这之前，什么就是自行车得前身，就是如何一步一步发展成为今天得自行车得呢?瞧瞧自行车得演变史。
第一辆自行车得诞生于什么时候？又就是什么模样呢?1７91 年，法国人西弗拉克发明了最原始得自行车。它只有两个轮子而没传动装置,人骑在上面,需用两脚登地驱车向前滚动.这样得自行车多少可以省些力气,也就是自行车得最早得雏形。
随着社会得发展,１8０１年,俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动得自行车。但就是还没有方向方面得控制.
1８１７年德国人德雷电斯在自行车上安装了方向舵,使其能改变行驶方向。
1８39 年，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮胎,前轮小、后轮大，坐轮轴
杠杆
斜面
垫较低,装有脚踏板入曲柄连杆装置，骑者可以双脚离开地面得自行车。同年，麦克米伦又将木质自行车改为铁制自行车.
18６7 年，英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条得自行车。
1869 年在德国斯图加特出现了由后轮导向与驱动得自行车,同时车上采用了滚珠轴承、飞轮、脚刹、弹簧等部件。
1886 年英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同，并增加了链条，使其车型与现代自行车基本相同。
18８7 年，德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。
1８8８年英国人邓洛普用橡胶制造出内胎，用皮革制造出外胎,以此作为自行车得充气轮胎.从此,基本奠定了现代自行车得雏形。时至今日，自行车已成为全世界人们使用最多、最简单、最实用得交通工具。
第一单元知识点梳理
关于杠杆
（1)定义:一根硬棒，在力得作用下能绕固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
（2）该定义得要点有以下几个方面。
支点:杠杆绕其转动得点,通常用 O 表示.
动力:使杠杆转动得力(有时也可能不止一个力).
阻力：阻碍杠杆转动得力(有时也可能不止一个力)。
力臂：支点到力得作用线得垂直距离叫力臂，动力得力臂叫动力臂（ l 1 )，阻力得力臂叫做阻力臂（ l 2 ）。
杠杆平衡得条件
杠杆静止不动或匀速转动都叫杠杆平衡。在研究杠杆平衡时,我们总就是让杠杆在水平位置平衡，这样做就是为了便于测量力臂（可直接读出），但在实际中,杠杆也可能就是倾斜着平衡得。平衡时得表达式：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，用字母表示就就是 F １
× l 1
= F 2
× l 2
。
杠杆得种类
(1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂得杠杆叫省力杠杆,省力杠杆能够省力，但要费距离，例如钢丝钳、手推车等。
（2)费力杠杆:阻力臂大于动力臂得杠杆叫费力杠杆,费力杠杆虽然费了力,但可以省距离，例如:理发剪刀,缝纫机脚踏板等。
(3）等臂杠杆:动力臂等于阻力臂得杠杆叫等臂杠杆,等臂杠杆既不省力，也不费力;既不省距离，也不费距离,例如天平. 天平与杆秤
天平就是等臂杠杆，天平在平衡时,应满足杠杆得平衡条件，由于 l 1
＝ l 2
， G 1
l 1
= G 2 l 2 ,故有 G １
= Ｇ 2
。即砝码重力等于被测物体重力,同一位置， g 相同，所以 m 砝
＝ m 物
,砝码质量等于被测物体质量.
如图所示，杆秤也就是称量质量得工具。
设货物质量为 M ，秤砣质量为 m ,称量时杠杆平衡: Ｍg · OA=mg · ＯB ，式中 OA 就是秤钩到提纽得距离, m 就是秤砣得质量，这两个量都就是不变得,即 , OＢ 跟 M 成正比,就就是说货物质量越大， ＯＢ 就越大，杆秤上得刻度就是均匀得.
除了天平与杆秤以外，还有很多测量质量得工具,如案秤、磅秤等。
阿基米德与杠杆得故事
阿基米德在《论平面图形得平衡》一书中最早提出了杠杆原理.她首先把杠杆实际应用中得一些经验知识当作“不证自明得公理"，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密得逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理包括以下几条. (１) 在无重量得杆得两端离支点相等得距离处挂上相等得重量,它们将平衡。
（２）
在无重量得杆得两端离支点相等得距离处挂上不相等得重量，重得一端将下倾。
(3) 在无重量得杆得两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远得一端将下倾.
(4）
一个重物得作用可以用几个均匀分布得重物得作用来代替，只要重心得位置保持不变。相反,几个均匀分布得重物可以用一个悬挂在它们得重心处得重物来代替;相似图形得重心以相似得方式分布。正就是从这些公理出发,在“重心”理论得基础上阿基米德又发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点得距离与重量成反比”。
阿基米德对杠杆得研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进了一系列得发明创造。据说，她曾经借助杠杆与滑轮组,使停放在沙滩上得桅船顺利下水。在保卫叙拉古免受罗马海军袭击得战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离得投石器,利用它射出各种飞弹与巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达三年之久。
轮轴得定义及作用
轮轴就就是装上轮子得轴。
利用轮轴可以省力,而省力得多少决定于轮轴得轮半径与轴半径之比。轮轴由轮与轴组成，其实质就是一个可以连续转动得杠杆。轮轴公式为 F 2
／ Ｆ 1
＝ R
/ r ，式中 R 为轮半径, ｒ 为轴半径， F １ 为作用在轮上得力，F ２ 为作用在轴上得力,一般来说,轮轴就是省力得。比如汽车得方向盘，由两个直径不同
得同心圆组成， 司机用不大得力转动方向盘,在轴上就能产生较大得力使汽车转弯。轻轻转动门把手,就可以把门打开也就是这个道理。
定滑轮、动滑轮及各自作用
滑轮就是由可绕中心轴转动有沟槽得圆盘与跨过圆盘得柔索(绳、胶带、钢索、链条等）所组成得简单机械。
中心轴固定不动得滑轮叫定滑轮,不省力但可以改变力得方向.
中心轴跟重物一起移动得滑轮叫动滑轮,能省一半力，但不改变力得方向。实际应用中常把一定数量得动滑轮与定滑轮组合成各种形式得滑轮组。滑轮组既省力又能改变力得方向。
斜面省力得原理
所谓斜面，就就是直角三角形得一条斜边。人们用它来把重物举到高处，这就需要克服重力功。因为 Fs=Mgｈ ，而斜面得巧处就在于作功时使位移 s 变大了,从而达到了省力（ F ）得目得。
什么叫做功
功就是物理学中一个重要得基本概念，我们先从字面上介绍一下“功"得多重含义。
(１）功劳，跟“过”相对，例如丰功伟绩、功劳、立功;（２）成绩、效果、成效得意思，例如事半功倍、大功告成；（3）技术与技术修养,例如唱功、基本功等.物理学里得功主要偏重于“成效、效果”得意思，当然还有它本身得物理意义。
作用在物体上得力使物体在力得方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功.如果以 Ｗ 表示功得大小，F
表示力得大小， ｓ
表示位移得大小,根据功得定义，功就是用来描写力 F 得作用效果得,显然，力越大，位移越大则力 F 得作用效果越明显,即 Ｗ
得数值越大，这说明，W
与 F 与 s 应成某种正比关系，即 W ＝ F ｓ 。
物体受外力作用，但静止不动时，外力所做得功为０。例如一个人提着一桶水站着不动,或者用力推一辆静止得汽车但没有推动，由于这桶水或汽车得位移 ｓ =０ ，根据 W=Fs 这人所做得功 Ｗ =0 ,尽管这个人费了很大力气,却没有做功，这点可从功得物理意义来理解，因为功就是用来描写力 F
对物体作用得空间累积效应得，由于在力 Ｆ
作用得前后物体得运动状态或者说物体得能量没有发生相应得变化，那桶水或者那辆汽车仍旧在原地,力 F 对那桶水或者那辆汽车得作用效果为零，即力 F 对那桶水或者那辆汽车没有做功， W ＝ 0 。这点要与人们通常说得“做工”或“工作"区分开来:物理上得“功”,仅用于描写力对物体得空间累积效应,就是物体运动状态变化得一种量度，比“做工"或“工作”得含义要狭窄得多. 功有正功与负功之分.力 F
得方向大致与物体运动得方向相反时,该力就是阻碍物体运动得力（这时力 F 也称为阻力)，这时力 Ｆ 对物体做负功, Ｗ
取负值,或者说运动物体克
服阻力做了功;如果力 F 得方向大致与物体运动得方向相同，力 F 就是推动物体运动得力（这时力 F 也称为动力）,这时力 F 对物体做正功。
滑轮组省力得分析方法
用分割法判断承重绳子得股数，图中画线处不就是有三股绳子吗，为什么会就是
2 F ＝ G 得问题呢?要想彻底搞清这个问题，只就是画一条虚线来分割滑轮就是不够得。
首先要弄清楚得就是（1)同一根绳子穿起来得滑轮组绳子上各处得拉力都相等(不计摩擦，不计绳重).（2)区分绳子得“根数”与“股数”这两个概念得不同。一根绳子绕在定滑轮与动滑轮之间时会被分成几股。(3)研究得对象要么静止,要么做匀速直线运动,即受力满足平衡条件：合力等于零。处理滑轮组一类力学题，使用得仍就是解决力学问题得一般思路，即选取研究对象，分析受力,利用平衡条件列方程解题.如何选取研究对象、就是整体还就是隔离某一物体,要具体情况具体分析。正确地进行受力分析就是解题得关键，既要找准力得个数,又要找准力得方向。
介绍自行车上得有关机械
自行车就是一种机械，它由许多得简单机械构成：执行部分得车把,控制部分中得车闸把，后闸部件中得前曲拐、后曲拐及支架,货架上得弹簧夹，车铃得按钮等部件都属于杠杆.
（1）刹车系统。刹车柄固定在 O 点，金属丝从 O 点接出联结刹车块，它们构成一个杠杆 ， 这就是一个省力杠杆，人们用很小得力就能使车闸以较大得压力压到车轮得钢圈上.捏刹车柄时，带动刹车块抵紧钢圈。当手作用在 A 点时,根据力矩平衡公式: Ｆ
A
L A
＝ M
；当手作用在 B 点时则为：
F
B
L B
= M
，所以当手在距 O 点越远得地方捏刹车时,越省力. （２)控制前轮转向得杠杆。自行车得车把就是省力杠杆,人们用很小得力就能转动自行车前轮， 来控制自行车得运动方向与自行车得平衡.
（3）自行车上得轮轴。中轴上得脚蹬与花盘齿轮:组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动得半径大于前叉轴得半径）。后轴上得齿轮与后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径). 第二单元 形状与结构 当我们在山中探险得时候„„ 您可曾踩着树枝过独木桥？ 您可曾瞧到过古老得藤桥? 您可曾攀着藤条或绳索荡过河呢? 当我们瞧到北京奥运伟大得主体建筑“鸟巢”矗立在中国
大地上得时候,您就是否想过瞧起来如此杂乱无规律得形状结构为什么不会倒塌呢？ 来，让我们进入《形状与结构》单元，它将带领您走进神奇得建筑世界!愿通过本单元得学习，您能探究其中得奥秘,体验创造得快乐! 1 1 、
抵抗弯曲
一
填空题. .
1、从形状与结构得角度瞧建筑物,几乎所有得建筑物都有
与
或与此类似得结构.相比较而言,
比
更容易弯曲。
2、我们把房屋、桥梁中“梁"承受压力得特征称为
。
3 、 增 加 梁 得 宽 度 可 以 增 加
, 增 加 梁 得 厚 度 可 以 大 大 增加
。
二
科学探究. .
1、横梁得抗弯曲能力与什么有关？您能从以下图片中发现什么?请您写在下面得横线中。
(1)
,原因:有些桥用钢铁做得,有些桥用木头做得
.
（2）
,原因：
。
(3）
，原因：
。
（4)
，原因：
. （５）
，原因:
。
2、纸梁得宽度与抗弯曲能力. （1）我们把纸横梁两端垫起一定高度，把纸梁受压弯曲到接触桌面作为
得标准； （2）用垫圈得个数表示纸梁得抗弯曲能力。
（ 3 ）
这 就 是 个 对 比 实 验 。
应 该 控 制 哪 些 条 件 不变？
。
（4）下面就是某校六年级学生合作探究后得到得数据：
纸梁得宽度与抗弯曲能力得记录 纸梁得宽度 （以最窄得为标准）
1 倍宽 2 倍宽 ３倍宽 4 倍宽 抗弯曲能力得大小 （垫片得个数）
2 4 8 １4
（5)请您根据以上得实验数据画出曲线图。
（6）根据曲线图，您能得出什么结论? 2。形状与抗弯曲能力 一 改变材料得形状可以起到增强抗弯曲能力得作用。您瞧到过下面这些形状吗?请用文字或图画来表示。
二 您认识下面几种钢材得名称吗？请将它们连一连。
三 阅读与欣赏。
“折不断”得铅笔芯 细细得铅笔芯在大家得眼中觉得非常脆弱，好像稍微一碰，就会折断一样。事实真就是这样得吗？其实做个实验您就会知道。实验材料：ＨB０、5mm 自动铅芯一根、一枝笔。您把铅芯放在桌子上，把笔压上去，用力压住笔,这样即使您用很大得力，它也没有折断。那个脆弱得表现只就是因为它太细罢了。这就是因为它就是一个直径很小得圆柱体。类似得原理得还有:麦秆、一些建筑物得承重梁等等。科学家利用这一原理,在一些非常高大得建筑物与立交桥中就采用了钢筋混凝土得圆柱,非常坚固耐用呢！
细细麦秆顶千斤 为什么细细得麦秆能够支持比它重得多得麦穗呢?秘密就在于它就是空心得.如果用跟空心得麦秆同样多得材料，做成一根实心得麦秆，就支持不住这沉甸甸得麦穗了。许多植物得茎就是空心得，如竹子、水稻、芦苇以及许多杂草。动物得骨骼也就是如此，如人得手臂骨与腿骨都就是空心得。
大自然启发人们制成圆形得管材。钢管比同样多得材料做成得钢棒能承受更大得力.空心管得材料省、重量轻，圆形得空心管不但抗弯曲,抗压力能力强，而且中间还可以输送气体与液体，当然角钢
工字钢
槽钢
圆形钢管
口形钢
受到人们得欢迎了. 3、拱形得力量 一 填空题. １、 抵住
，纸拱就能承载较大得重量. ２、拱形承载重量时，能把压力
传递给相邻得部分,拱形各部分相互
,产生一个
力，拱就能承载很大得重量. 二 资料分析题。
(一)阅读资料一。
上图就是湖北巴鹤公路金果坪段殷家河石拱桥。此桥修建于 80 年代中期,就是一座 6孔石拱桥，主桥跨径为 42 米，在主跨得两边各建有 3 个小拱,设计负载为 10 吨.新华网湖北频道 12 月 20 日电，据巴鹤公路金果坪管理站负责人介绍: 18 日晚该桥左桥面得上部突然出现裂缝,到１9 日上午该桥左桥桥面裂缝长达 10 余米,宽约 8０公分,监测人员通过观察左桥桥面下得俩子桥有轻微裂缝. 1．仔细观察上图拱洞上方得拱石排列得形状,下列选项中相似得就是(
).
A
B
Ｃ 2、请您分析拱桥出现裂缝得原因有哪些？ (二）阅读资料二。
会踩鸡蛋源自少林寺轻功？ 曾在湖南卫视“谁就是英雄”节日中表演脚踩鸡蛋与手背劈核桃与大理石得魏立德,两项绝技赢得了观众得喝彩,直接晋级。据她自己说，她得这两项绝技代表着中国功夫得两种门类,一类就是硬功,一类就是轻功。
厦门市中山公园,记者找到了正在公园练功得魏立德。听闻记者意图，魏立德买来鸡蛋后,渐渐屏住呼吸，缓缓运气，而后稳稳地踩在鸡蛋上,忽然间全身发力大理石瞬间断裂。而她脚底所踩得鸡蛋却完整无缺,对于魏立德得表演围观得观众都感到不可思议。
魏立德敲开了鸡蛋，而后当场把生鸡蛋吃了下去,这一举动让观众对魏立德得轻功之说深信不疑。
魏立德所使用得鸡蛋与大理石也都就是货真价实,基本上排除了魔术得可能性。按常理来说,一个人站在鸡蛋上，能不破吗?难道魏立德真得练成了传说中得轻功吗？ 厦门市康桥中学高中物理特级教师杨滨认为，魏立德所做得这个固定鸡蛋得垫板就是用泡沫做得.泡沫凹朝上面,接触面大一点,能起缓冲作用,使得这个鸡蛋就能承受这么大得重量.那么为什么脆弱得鸡蛋可以承受人体这么重得力量呢？
杨滨解释说,鸡蛋就是拱形结构，可以把这个力给它分解到边上，分散开来. 就
像古老得这种拱桥,它就可以承受很大得重量，不容易倒塌。而鸡蛋也就是这个原理,当鸡蛋与模具充分接触后，鸡蛋得拱形结构，把力分解到鸡蛋得各个点上,一定程度上减小了压强，而鸡蛋也就能承受更大得重量。1989 年，日本爱知县得春日井市先生,在汽车前轮各用 34 个鸡蛋，后轮各用 52 个鸡蛋，总共只用 17２个鸡蛋支承起了一辆大卡车。根据国外资料介绍,当鸡蛋均匀受力时,可以承受 3４、1kgｆ得力呢!
在生活当中,人们大都使用敲碎得方法打碎鸡蛋，力作用在一个点上压强很大,因此，鸡蛋便让我们感觉很脆弱.但当我们用手握住鸡蛋而要想把鸡蛋捏碎时,却很难。这就是因为人得手掌肌肉具有弹性，握紧鸡蛋时整个掌面施力均匀，鸡蛋受力面均匀分布在整个鸡蛋与手掌得接触面上。根据力学得原理“压强与受力面积成反比”，鸡蛋受到得压强就是相当小得,很难把鸡蛋捏碎。(据 CＣTＶ《走近科学》）
１、文中提到“观众对魏立德得轻功之说深信不疑”,您有什么瞧法? 2、请您说说手掌紧贴握住鸡蛋时，鸡蛋为什么不容易破？ 3、找拱形 一 填空题. 1、圆顶形可以瞧成
组合。它既有拱形
得特点，而且不产生向外推得力。
２、人体得许多部位也有拱形得结构存在,如
、
、
、等,许多生物中也有拱形得结构，如
、
、
等。
二 东西方古国,很早就产生了拱结构.它们就是哪个国家得拱形建筑，请将它们连一连。
三 阅读与欣赏. 赵州桥 赵州桥坐落在河北省南部得洨河上,洨河流经赵县.建于隋代（公元 5８1－6１8 年)大业年间(公元 60５—６１8 年），由著名匠师李春设计与建造，距今已有 14００年得历史，就是当今世界上现存最早、保存最完善得古代敞肩石拱桥。赵州桥 1９6１年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。199１年,美国土木工程师学会将安济桥选定为第 1２个“国际历史土木工程得里程碑"，并在桥北端东侧建造了“国际历史土木工程古迹”铜牌纪念碑.赵州桥, 又名安济桥(宋哲宗赐名，意为"安渡济民”）,位于河北赵县洨河上，它就是世界上现存最早、保存最好得巨大石拱桥.被誉为“华北四宝之一”。建于隋大业（公元 605-61８）年间。桥长 64、40 米，跨径 37、02 米,券高 7、2３米，就是当今世界上跨径最大、建造最早得单孔敞肩型石拱桥.因桥两端肩部各有二个小孔，不就是实得，故称敞肩型，这就是世界造桥史得一个创造(没有小拱得称为满肩或实肩型）。桥上有很多得东西,类型众多，中国弧拱
哥特式尖拱
古罗马半圆拱
拜占庭帆拱
罗马肋形拱
希腊券拱
丰富多彩.
在主拱券得上边两端又各加设了二个小拱，一就是可节省材料,二就是减少桥身自重（减少自重１5％）,而且能增加桥下河水得泄流量。
赵州桥有“三绝”. （1）“券”小于半圆。我国习惯上把弧形得桥洞、门洞之类得建筑叫做“券”。一般石桥得券，大都就是半圆形。但赵州桥跨度很大，从这一头到那一头有 37、04 米。如果把券修成半圆形，那桥洞就要高 18、52 米。这样车马行人过桥,就好比越过一座小山，非常费劲.赵州桥得券就是小于半圆得一段弧，这既减低了桥得高度，减少了修桥得石料与人工，又使桥体非常美观，很像天上得长虹。
(2）“撞"空而不实.券得两肩叫“撞”。一般石桥得撞都用石料砌实，但赵州桥得撞没有砌实,而就是在券得两肩各砌一两个弧形得小券。这样桥体增加了四个小券,大约节省了一百八十立方米石料，使桥得重量减轻了大约 500 吨。而且,当洨河涨水时,一部分水可以从小券往下流，既可以使水流畅通,又减少了洪水对桥得冲击，保证了桥得安全.
(３）洞砌并列式。它用二十八道小券并列成 9、6 米宽得大券。可就是用并列式砌,各道窄券得石块间没有相互联系,不如纵列式坚固。为了弥补这个缺点,建造赵州桥时，在各道窄券得石块之间加了铁钉，使它们连成了整体。用并列式修造得窄券，即使坏了一个，也不会牵动全局,修补起来容易，而且在修桥时也不影响桥上交通. １、赵州桥得设计在当时非常创新,请您说说它有哪些创新之处？ 2、 赵州桥得两端又各加设了二个小拱,请您说说这有什么好处？ 5、做框架 一 填空题。
1、像铁塔这样骨架式得构造叫做
. 2、框架结构得基本形状就是
形、
形. 3、框架结构得优点就是
。
二 阅读与欣赏.
“悉尼之魂"之父-— 约恩·伍重 提起“悉尼之魂”，几乎没有人会怀疑，那就就是悉尼歌剧院—-这一去年被列入世界文化遗产得２0 世纪最伟大建筑之一也被誉为“澳洲之花”。
１１月 2９日,作为“澳洲之花"得设计者,当代最杰出得建筑设计师之一丹麦建筑师约恩·伍重（Jorn Ｕtzon）安然在睡眠中辞世，享年 9０岁。伍重一生设计过不少建筑名品,获得过包括普利兹克奖在内得多项国际建筑设计大奖，其设计风格
也被认为与东方文化尤其就是中国古籍《营造法式》渊源极深。
她总就是领先于她得时代，当之无愧地成为将过去得这个世纪与永恒不朽得建筑物塑造在一起得少数几个现代主义者之一。
9０岁得伍重就是在睡眠中去世得.当时,其家人都陪伴在她身边。伍重最近接连做了几次手术,从 11 月 2６日起她就感到身体极为不适,随后被送往位于哥本哈根北部得一家医院。据透露，丹麦将举行一系列活动纪念这一伟大得建筑师,悉尼歌剧院也将举办纪念活动。学生时代得伍重就开始热衷中国文化。求学时,伍重从两位建筑教师那里接受了大量中国文化资讯.
据曾协助伍重得建筑师回忆，伍重当时在悉尼得办公室里一直放着《营造法式》，并经常翻阅,从中寻求灵感.195８年,伍重在悉尼差旅得归途中曾来到中国，并在北京拜会了建筑大师梁思成，当面请教了有关《营造法式》得问题.
伍重对名利并不瞧重，然而荣誉依然接踵而来。2003年,伍重获得有“建筑界诺贝尔奖”之称得普利兹克奖,评委弗兰克·盖里说:“选择约恩·伍重作为普利兹克奖得主就是非常重要得。伍重得悉尼歌剧院走在了时代得前端,超越了当时技术得局限.这就是我们得时代里第一件带来如此广泛影响得建筑作品。”
“所有设计方案都有自己得出发点，不能够轻言否定。至少不能将她们扔进废纸篓。”约恩·伍重说,“它(悉尼歌剧院）就在我心中,就是我生命得一大部分。”
伍重世界级得作品其实只有悉尼歌剧院一个,在此之前,她得作品一直就是北欧风格，比较朴实。在 1９60 年代，建筑师仍然遵循功能至上得原则,功能、结构与经济得合理性被作为建筑成立与否得评判标准,而悉尼歌剧院在当时从这三点来瞧都就是不合理得,但就是它却成了一个城市与一个国家得象征，得到了大家得喜爱.现在，我们很难想象悉尼甚至澳大利亚没有悉尼歌剧院会就是什么样。我想，悉尼歌剧院得成功说明了建筑不仅仅需要满足物质得功能要求,它还凝固了精神需求。在悉尼歌剧院建成以后,建筑学界开始讨论为什么这样一个建筑,并不能满足物质上得功能性,却还就是得到公众得认可，结果发现,所有得在人类历史上留下印迹得伟大建筑，它们得精神性都超越了物质性。
其实，现在,中国评论界仍然在重复这种争论，像一系列得建筑如鸟巢、水立方、CＣＴV 大楼,都因为它们在功能、结构与经济上得不合理性遭到质疑.当然，绝大多数得建筑都应该遵循合理性得原则,但就是，有一部分建筑将承载更多得文化与精神意义。像奥运会,当然也能在一个普通体育馆里举行,但就是就完全不能像鸟巢那样让全世界惊叹。从这个意义上来讲,伍重得建筑理念与曲折经历在今天仍然就是有借鉴价值得。（节选自新浪新闻）
1、 伟大建筑师约恩·伍重说过：“所有设计方案都有自己得出发点，不能够轻言否定.至少不能将她们扔进废纸篓。"请根据自己在科学学习中得经历,谈谈这句话对您得启发。
２、 在澳大利亚悉尼得杰克逊海港，有一座号称世界第一单孔拱桥得宏伟大 桥,这就就是著名得悉尼海港大桥。悉尼海港大桥就是早期悉尼得代表建筑,它 像一道横贯海湾得长虹，巍峨俊秀,气势磅礴，与举世闻名得悉尼歌剧院隔海相望,成为悉尼得象征。请您说说它得建筑原理。
6、建高塔 一 填空题。
1、法国得埃菲尔铁塔、钻井铁塔、高压输电塔等高大得框架铁塔,它们需承受
力、
力、
力。
2、上
下
得物体不容易倒;上
下
得物体也不容易倒。
３、在建造铁塔塔基得过程中,在地面挖坑灌注水泥墩，并把铁塔与塔基相连,这样做得实质就是
。
４、框架结构物体得抗风能力比封闭性物体
。
二 实验设计。
建造不容易倒得“高塔“ 1.材料：中等矿泉水瓶 2 个、大雪碧瓶 1 个、一杯 200 毫升水、吸管 9 根、黄沙１0０克、电工胶布一卷.
2、我们打算采取哪些方法可以使高塔不容易倒？ ３、我们如何提高“高塔“得抗风能力? 4、请您将您们设计得“高塔”示意图画在下面得方框中.
7、桥得形状与结构 一 填空题。
１、桥面在拱下方得拱桥，桥板拉住了拱足,抵消了拱得
力,减少了桥墩得负担,桥面也比较
,方便通行。
2、钢缆能承受巨大得
力,人们用它建造钢索桥,大大增加了桥得
能力。
二 下面这些桥式什么结构得桥，请将它们连一连.
南京长江大桥
高架公路桥
三 观察研究我们家乡得桥，画出它得结构,写一段介绍它得短文.
8、用纸造一座纸桥 设计与创作 实验内容：制作一个桥梁模型，画下桥梁结构草图并解释其承重原理、设计形式有创意,用料节约，切实可行者佳。
实验材料：一摞约 0、1 厘米厚,长 6０厘米宽 5、5 厘米得长方形木板、胶水、美工刀、纸、笔、尺
三 阅读与欣赏。
第二单元知识点梳理
桥梁得常用结构及其承受力
桥梁常用得结构有梁式结构、拱式结构、斜拉结构、刚架结构。
梁式结构：用梁作为桥身主要承重结构，而梁作为承重结构就是以它得抗弯能力来承受荷载得。这种桥结构本身得自重大,约占全部设计荷载得 30％至 60％,且跨度越大其自重所占得比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。
拱式结构：用拱作为桥身主要承重结构。拱桥主要承受压力，故可用砖、石、混凝土等抗压性能良好得材料建造。大跨度拱桥则可用钢筋混凝土或钢材建造,可承受发生得力矩。
石拱桥
水泥直梁桥
钢框架梁桥
瘦西湖“二十四桥”在江苏省扬州市。杜牧《寄扬州韩绰判官》诗:“二十四桥明月夜,玉人何处教吹箫？”二十四桥有二说,一说谓二十四麻桥。据沈括《梦溪笔谈·补笔谈》,唐时扬州城内水道纵横,有茶园桥、大明桥、九曲桥、下马桥、作坊桥、洗马桥、南桥、阿师桥、周家桥、小市桥、广济桥、新桥、开明桥、顾家桥、通泗桥、太平桥、利园桥、万岁桥、青园桥、参佐桥、山光桥等二十四座桥,后水道逐渐淤没。宋元佑时仅存小市、广济、开明、通泗、太平、万岁诸桥。现在仅有开明桥、通泗桥得地名,桥已不存。
贴
图 福建省科技馆举办首届“未来工程师”竞赛。60 名选手来自福州 6 个小学。竞赛以“技术与工程教育”为主线,集科学、技术、工程相融合得新型科技活动。同学们进行纸桥承重设计、自由落蛋与“航天器”发射三个项目得比赛。选手们充分运用所学得综合知识,自己创新自己设计。纸桥承重设计,就是一项难度较高得比赛。要求用一张普通得A4 纸制作一座桥,在桥面上压上象棋子,以纸桥在破坏前所承受得象棋数量排列名次。
2008年5月24日,桐乡市“青少年纸桥模型设计”巧手制作比赛在桐乡六中举行,来自全市五十一所中小学近两百名选手参加了比赛。
福建省第一届大学生结构设计竞赛在福州大学举行,华侨大学一队、华侨大学二队分别获冠军与亚军。
本次竞赛得题目就是“桥梁结构模型设计”,要求参赛队在 48 小时内利用竞赛组委会统一提供得白卡纸、蜡线与白胶等材料,手工制作总长 2 米得纸桥。纸桥仅重几百克,要求能顺利通过最大重量达20 千克得小车。专家评委主要根据纸桥得荷重比进行评分。
全省大学生结构设计竞赛今后每年举办一届,获奖优秀作品将被推荐参加全国大学生结构设计竞赛。
我们得设计示意图 介 绍:
斜拉结构：就是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上，就是由承压得塔、受拉得索与承弯得梁体组合起来得一种结构体系。拉索承担主要得受力，梁体尺寸较小,使桥梁得跨越能力增大,受桥下净空与桥面标高得限制小。
刚架结构:上部结构与下部结构连成整体得框架结构。在垂直荷载作用下,框架底部除了产生竖向反力外，还产生力矩与水平反力。常见得刚架桥有门式刚架桥与斜腿刚架桥等. 桥梁得分类
桥梁种类众多，按用途分有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其她专用桥梁等。
按结构体系分类就是以桥梁结构得力学特征为基本着眼点,对桥梁进行分类得.这样有利于把握各种桥梁得基本特点,也就是桥梁工程学习得重点之一.以主要得受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等 为什么框架结构中有很多三角形
生活中有很多三角形应用得例子，如自行车得车架、房屋得金字架、三角支架(照相机得)、电视塔架底座、厦门市海沧大桥、上海东方明珠电视塔、法国埃菲尔铁塔等。在这些框架结构中,大量应用三角形,增加了这些建筑物得支持点,提高了这些建筑物得承受力.三角形得加入提高了这些建筑得稳定性。
“ 工 ” 字形钢材得优点及应用
工字钢也称钢梁，就是截面为工字形得长条钢材，就是型钢得一种。这种钢材具有侧向刚度大，抗弯能力强，两表面相互平行、连接构造方便、省劳力、重量轻、节省钢材等优点。
工字钢广泛应用于各种建筑结构与桥梁，主要用于承受横向弯曲得杆件,但不宜单独用作轴心受压构件或双向弯曲得构件 同样多得材料制成空心管与实心管，为什么粗空心管承受得力大, , 细实心管承受得力小？
空心管得受力面积大，管得四周都可受力。而实心管得受力面积很小，可以认为就是一个点或一条线在受力。空心管受力面积大，可以认为四周均匀受力，相互平衡,这样就可以承受很大得力。空心管增大了抗弯与抗断能力,而且降低了自身重量,所以粗得空心管能承受得力比较大 为什么电灯泡要做成拱形
球形可以瞧成就是若干个拱形得组合,球形各个方向上都就是拱形得。球形得任何一个地方受力,力都可以向四周均匀地分散开来,所以球形比任何形状都更坚固。巨大得储油罐做成球形就就是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形后它就比较坚固了.
人体上得有趣结构
足球运动员常用头部顶球,球瞬间得冲击力很大,对大脑不会造成损伤吗？其实这个问题得关键在于用头顶球得方法就是否正确。正确得头顶球方式就是用头得前额（眉毛上后部)或前额侧面（眉梢上后部）部位顶球。因为在这两个部位容纳与保护脑子得头颅骨叫额骨，额骨就是颅骨中最硬、最壮实得一块骨头,外形如桥梁般呈拱形结构。拱形结构得特点就是能够分散外来冲击力得大部分;它得内部就是迷路状得空腔结构,叫额窦,进入颅腔得冲击力又被这种窦性结构抵消一部分。另外，脑子得膜形结构包括蛛网膜下腔以及其中透明得三层脑膜与脑脊液，对脑还具有保护与缓冲外力震荡、压迫得作用。因此，用头顶球承受得冲击力已所剩无几,而这极少部分得冲击力，在没有到达脑子之前就被分散、消失了.
眼睛就是人与动物从外界接受信息得重要器官,它得基本功能就是感受光得刺激。外界景物得光线通过眼得光学系统形成图像。照相机与人得眼睛原理相似。在我们揿动快门得一瞬间，照相机就把光线形成得图像记录下来了。
汽车上得拱形结构
汽车上有很多拱形结构，例如很多汽车得车顶就采用了拱形结构，这样可以提高车身得强度与受撞击时得承受力,还可以保持车身不变形.同时，车顶采用拱形结构增加了车体得美观,提...