工具和機(jī)械

1、第一單元第一單元工具和機(jī)械工具和機(jī)械一、使用工具一、使用工具1機(jī)械機(jī)械是能使我們是能使我們省力或方便省力或方便的裝置。的裝置。2螺絲刀、釘錘、剪刀這些機(jī)械構(gòu)造很簡(jiǎn)單，又叫螺絲刀、釘錘、剪刀這些機(jī)械構(gòu)造很簡(jiǎn)單，又叫簡(jiǎn)單機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械。3用用螺絲刀螺絲刀可以比較方便的把可以比較方便的把螺絲釘螺絲釘從木頭中取出，用從木頭中取出，用羊角榔頭羊角榔頭可以比較方便的把可以比較方便的把鐵釘鐵釘從木頭中取從木頭中取出。不同的工具有不同的用途。出。不同的工

2、具有不同的用途。二、杠桿的科學(xué)二、杠桿的科學(xué)1像撬棍這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做像撬棍這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做杠桿杠桿。2杠桿上有三個(gè)重要的位置：支撐著杠桿，使杠桿能圍繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的位置叫杠桿上有三個(gè)重要的位置：支撐著杠桿，使杠桿能圍繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的位置叫支點(diǎn)支點(diǎn)；在杠桿上用力的；在杠桿上用力的位置叫位置叫用力點(diǎn)用力點(diǎn)；杠桿克服阻力的位置叫；杠桿克服阻力的位置叫阻力點(diǎn)阻力點(diǎn)。3當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離小于小于用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿用力點(diǎn)到支點(diǎn)

3、的距離時(shí)，杠桿省力省力；當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離大于大于用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿費(fèi)力費(fèi)力；當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；當(dāng)阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于等于用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離時(shí)，杠桿不省力也不不省力也不費(fèi)力費(fèi)力。4杠桿尺杠桿尺上有上有支點(diǎn)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。，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。5用三種不同的方法掛鉤碼，使用三

4、種不同的方法掛鉤碼，使杠桿尺杠桿尺保持平衡，把你的方法在下圖畫出來。保持平衡，把你的方法在下圖畫出來。三、杠桿類工具的研究三、杠桿類工具的研究1省力的是（省力的是（鐵片、羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器鐵片、羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器），費(fèi)力的是（），費(fèi)力的是（火鉗、鑷子火鉗、鑷子）。）。2常用的杠桿類工具中常用的杠桿類工具中羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器是省力省力杠桿；杠桿；火鉗、筷子、鑷子火鉗、筷子、鑷子是費(fèi)力費(fèi)力杠桿；杠桿

5、；蹺蹺板、天平、訂書器蹺板、天平、訂書器是不省力也不費(fèi)力不省力也不費(fèi)力杠桿。有些杠桿類工具設(shè)計(jì)成費(fèi)力的是杠桿。有些杠桿類工具設(shè)計(jì)成費(fèi)力的是因?yàn)樗蟹奖愕暮锰幰驗(yàn)樗蟹奖愕暮锰帲ㄈ纾海ㄈ纾鸿囎?、釣魚竿等）。鑷子、釣魚竿等）。3“秤砣雖小，能壓千斤”，那是“秤砣雖小，能壓千斤”，那是桿秤桿秤利用了利用了杠桿杠桿原理的結(jié)果（提繩是原理的結(jié)果（提繩是支點(diǎn)支點(diǎn)，秤砣是，秤砣是用力點(diǎn)用力點(diǎn)，稱重物處是稱重物處是阻力點(diǎn)阻力點(diǎn)）。）。4我們身體上的前臂

6、骨像是一根杠桿，肘關(guān)節(jié)是我們身體上的前臂骨像是一根杠桿，肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)支點(diǎn)，手握物體處是，手握物體處是阻力點(diǎn)阻力點(diǎn)，上臂的肱二頭肌處就，上臂的肱二頭肌處就是用力點(diǎn)用力點(diǎn)。5阿基米德曾說：“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?！边@里的阿基米德曾說：“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。”這里的棍子相當(dāng)于杠桿棍子相當(dāng)于杠桿。四、輪軸的秘密四、輪軸的秘密1像水龍頭這樣，輪子和軸像水龍頭這樣，輪子和

7、軸固定在一起轉(zhuǎn)動(dòng)固定在一起轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，叫做的機(jī)械，叫做輪軸輪軸。螺絲刀是輪軸類工具，它的刀。螺絲刀是輪軸類工具，它的刀柄是柄是輪，刀桿是，刀桿是軸。2在輪上用力帶動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)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)力；在軸上用力帶動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)費(fèi)力。力。3輪軸可以輪軸可以省力，力，輪越大輪越大，用輪帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)就越，用輪帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)就越省力。所以螺絲刀的刀柄總是比刀桿要力。所以螺絲刀的刀柄總是比刀桿要粗一些。一些。4扳手套在螺帽上組成了

8、扳手套在螺帽上組成了輪軸輪軸，這時(shí)整個(gè)扳手是，這時(shí)整個(gè)扳手是輪，螺帽部分是，螺帽部分是軸。5生活中的輪軸：生活中的輪軸：水龍頭、門鎖把手、汽車方向盤、扳手、轆轤等水龍頭、門鎖把手、汽車方向盤、扳手、轆轤等。五、定滑輪和動(dòng)滑輪五、定滑輪和動(dòng)滑輪1像像旗桿頂部的滑輪旗桿頂部的滑輪那樣，那樣，固定固定在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的滑輪叫做在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的滑輪叫做定滑輪定滑輪；定滑輪可以；定滑輪可以改變改變用力方向用力方向，但不能，但不能省力

9、省力。2像塔吊的吊鉤上可以隨著重物一起像塔吊的吊鉤上可以隨著重物一起移動(dòng)移動(dòng)的滑輪叫做的滑輪叫做動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪；動(dòng)滑輪可以；動(dòng)滑輪可以省力省力，但不能，但不能改變用力方向改變用力方向。3動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變用力方向。動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變用力方向。力的大小用力的大小用測(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)來測(cè)量，來測(cè)量，牛頓是力的單位，用字母“牛頓是力的單位，用字母“N”表示”表示。六、滑輪組六、滑輪組實(shí)驗(yàn)假設(shè)：實(shí)驗(yàn)假設(shè)：有關(guān)，紙?jiān)綄挼目箯澢芰υ酱笥嘘P(guān)

10、，紙?jiān)綄挼目箯澢芰υ酱髮?shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：①把兩疊書當(dāng)作橋墩，放上一張紙，最多能承受幾個(gè)墊圈；②放兩張紙，最多能承受幾①把兩疊書當(dāng)作橋墩，放上一張紙，最多能承受幾個(gè)墊圈；②放兩張紙，最多能承受幾個(gè)墊圈；③放三張紙，最多能承受幾個(gè)墊圈；④比較結(jié)果，得出結(jié)論。個(gè)墊圈；③放三張紙，最多能承受幾個(gè)墊圈；④比較結(jié)果，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變的量：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變的量：紙的寬度紙的寬度；不變的量有：；不變的量有：橋墩的高度、寬度，每張紙的大小，

11、每個(gè)墊圈橋墩的高度、寬度，每張紙的大小，每個(gè)墊圈的重量，紙被壓垮的程度。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。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。二、形狀與抗彎曲能力二、形狀與抗彎曲能力1把薄板形材料彎折成“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”或“工”字等形狀，雖然減少了材料的寬度寬度但卻增加但卻增加了材料的了材料的厚度厚度，

12、增加，增加厚度厚度是能是能大大增強(qiáng)大大增強(qiáng)材料抗彎曲能力的。材料抗彎曲能力的。2一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寬度，但增加了，但增加了厚度厚度，大大增強(qiáng)大大增強(qiáng)了橫了橫梁的抗彎曲能力。梁的抗彎曲能力。3瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)為什么能使柔軟的紙變堅(jiān)硬了了？瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)為什么能使柔軟的紙變堅(jiān)硬了了？因?yàn)橥呃慵堉虚g的結(jié)構(gòu)是是因?yàn)橥呃慵堉虚g的結(jié)構(gòu)是是W是形，雖然減少是形，雖

13、然減少了材料的寬度，但增加了厚度，就大大增強(qiáng)了材料的抗彎曲能力。了材料的寬度，但增加了厚度，就大大增強(qiáng)了材料的抗彎曲能力。三、拱形的力量三、拱形的力量1拱形承載重量時(shí)，能把壓力拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向下和向外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)密。拱形受壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外推的力向外推的力，抵住了這個(gè)力，，抵住了這個(gè)力，拱就能承載很大的重量拱就能承載

14、很大的重量。2抵住抵住拱足拱足，能使拱的形狀保持不變，拱就能承載更大的重量。，能使拱的形狀保持不變，拱就能承載更大的重量。四、找拱形四、找拱形1圓頂形可以看成圓頂形可以看成拱形的組合拱形的組合，它有拱形承載壓力大的優(yōu)點(diǎn)，而且，它有拱形承載壓力大的優(yōu)點(diǎn)，而且不產(chǎn)生向外的推力不產(chǎn)生向外的推力。2球形在球形在各個(gè)方向上各個(gè)方向上都可以看成都可以看成拱形拱形，這使得它比任何形狀都要堅(jiān)固。（如手捏雞蛋不易碎），這使得它比任何形狀都要堅(jiān)固。（如手捏

15、雞蛋不易碎）3塑料瓶的塑料瓶的上部、底部上部、底部為近似為近似圓頂形圓頂形，中部中部為圓柱形圓柱形。最厚最硬最厚最硬的地方在的地方在瓶口瓶口，最薄最軟最薄最軟的地方在的地方在瓶身瓶身。4人體的結(jié)構(gòu)非常巧妙。人體的結(jié)構(gòu)非常巧妙。頭骨頭骨近似于近似于球形球形，可以很好的保護(hù)大腦；，可以很好的保護(hù)大腦；拱形拱形的肋骨肋骨護(hù)衛(wèi)著胸腔中的內(nèi)護(hù)衛(wèi)著胸腔中的內(nèi)臟；人的足骨構(gòu)成一個(gè)拱形臟；人的足骨構(gòu)成一個(gè)拱形——足弓足弓，它可以更好的承載人體的重量。，

16、它可以更好的承載人體的重量。5生活中的拱形：生活中的拱形：肋骨、足弓、拱門，拱窗，拱橋肋骨、足弓、拱門，拱窗，拱橋；圓頂形：；圓頂形：龜殼，貝殼龜殼，貝殼；球形：；球形：蛋殼，果實(shí)，頭蛋殼，果實(shí)，頭骨。骨。6同樣多的材料，做成同樣多的材料，做成空心的管狀空心的管狀比做成實(shí)心的棒狀要粗的多，而且比做成實(shí)心的棒狀要粗的多，而且任何方向的抗彎曲力都相同任何方向的抗彎曲力都相同，即重量輕、強(qiáng)度高。管狀的手臂骨、腿骨，植物的桿、莖，鋼管都是應(yīng)用了

17、這個(gè)原理。即重量輕、強(qiáng)度高。管狀的手臂骨、腿骨，植物的桿、莖，鋼管都是應(yīng)用了這個(gè)原理。五、做框架五、做框架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)。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)。2長(zhǎng)方形框架、正方體框架加上長(zhǎng)方形框架、正方體框架加上斜桿斜桿相當(dāng)于里面有了三角形，可以起到加固作用。相當(dāng)于里面有了三角形，可以起到加固作用。六、建高塔六、建高塔1用用框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)可以建起很高的建筑而

18、花費(fèi)的材料卻很少，框架結(jié)構(gòu)以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)以三角形三角形為基本構(gòu)造。為基本構(gòu)造。2框架鐵塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①框架鐵塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①上小下大上小下大②上輕下重上輕下重③風(fēng)阻小等。風(fēng)阻小等。七、橋的形狀和結(jié)構(gòu)七、橋的形狀和結(jié)構(gòu)1橋面在拱下方的拱橋，橋板可以拉住橋面在拱下方的拱橋，橋板可以拉住拱足拱足，抵消拱，抵消拱向外向外的推力，減少了橋墩的負(fù)擔(dān)。橋面也比較的推力，減少了橋墩的負(fù)擔(dān)。橋面也比較低而且平坦低而且平坦，方

19、便通行。，方便通行。2鋼纜鋼纜能承受巨大的拉力，人們用它們建造的能承受巨大的拉力，人們用它們建造的鋼索橋鋼索橋，大大增加了橋的，大大增加了橋的跨越能力跨越能力。3鋼索橋的結(jié)構(gòu)：由鋼索橋的結(jié)構(gòu)：由鋼纜、橋塔、橋面鋼纜、橋塔、橋面組成。組成。鋼纜鋼纜是橋承重的主要構(gòu)件，是橋承重的主要構(gòu)件，橋塔橋塔是支承鋼纜的主要構(gòu)是支承鋼纜的主要構(gòu)件。橋塔修得高，是為了件。橋塔修得高，是為了降低鋼纜的拉力降低鋼纜的拉力。八、用紙?jiān)煲蛔鶚虬?、用紙?jiān)煲蛔鶚?用