第一单元 工具和机械
一、使用工具
1. 机械 是能使我们 省力或方便 的装置。
2.螺丝刀、钉锤、剪刀这些机械构造很简单,又叫 简单机械 。
3.用螺丝刀可以比较方便的把螺丝钉从木头中取出,用羊角榔头可以比较方便的把铁钉从木头中取出。不同的工具有不同的用途。
二、杠杆的科学
1.像撬棍这样的简单机械叫做 杠杆 。
2.杠杆上有三个重要的位置:支撑着杠杆,使杠杆能围绕着转动的位置叫支点 ;在杠杆上用力的位置叫 用力点 ;杠杆克服阻力的位置叫 阻力点 。
3.当阻力点到支点的距离小于用力点到支点的距离时,杠杆 省力 ;当阻力点到支点的距离大于用力点到支点的距离时,杠杆 费力;当阻力点到支点的距离等于用力点到支点的距离时,杠杆 不省力也不费力 。
4.杠杆尺上有支点,左右两边都有到支点距离的标记,是研究杠杆作用的好工具。
5.用三种不同的方法挂钩码,使杠杆尺保持平衡,把你的方法在下图画出来。
6、在“研究杠杆平衡条件”的实验中。
把杠杆挂在支架上,实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端下倾,可将
右端螺母向_左_边旋转,使杠杆在水平位置平衡.(填“左”或“右”)
三、杠杆类工具的研究
1.省力的是(铁片、羊角榔头、老虎钳、开瓶器 ),费力的是(火钳、镊子)。
2.常用的杠杆类工具中羊角榔头、老虎钳、开瓶器是省力杠杆;火钳、筷子、镊子是费力杠杆;跷跷板、天平、订书器是不省力也不费力杠杆。有些杠杆类工具设计成费力的是因为它有方便的好处(如:镊子、钓鱼竿等)。
3.“秤砣虽小,能压千斤”,那是杆秤利用了 杠杆 原理的结果(提绳是支点,秤砣是用力点,称重物处是阻力点)。
4.我们身体上的前臂骨像是一根杠杆,肘关节是支点,手握物体处是阻力点,上臂的肱二头肌处就是用力点。
5.阿基米德曾说:“只要在宇宙中给我一个支点,我能用一根长长的棍子把地球撬起来。”这里的棍子相当于杠杆。
6.硬钢片做成的瓶盖起子有两种用法。如图所示,哪种方法更省力(A)
A、(a)方法省力
B、(b)方法省力
C、(a)(b)两种方法一样省力
7、筷子是我们每天都需要的生活用品,但它也可以被用作科学实验的器材,请回答有关以筷子为实验器材的问题:
①观察右图,可见筷子是一种动力臂 小于 阻力臂的杠杆。
②可以用筷子研究导电性,你认为木质的筷子是导体吗?干燥的木质筷子不是导体。
③以筷子为实验器材还可以探究什么问题?研究光的折射现象等。
四、轮轴的秘密
1.像水龙头这样,轮子和轴固定在一起转动的机械,叫做 轮轴 。螺丝刀是轮轴类工具,它的刀柄是 轮 ,刀杆是 轴 。
2.在轮上用力带动轴运动时 省 力;在轴上用力带动轮运动时 费 力。
3.轮轴可以 省 力,轮越大,用轮带动轴转动就越 省 力。所以螺丝刀的刀柄总是比刀杆要 粗 一些。
4.扳手套在螺帽上组成了 轮轴 ,这时整个扳手是 轮 ,螺帽部分是 轴 。
5.生活中的轮轴:水龙头、门锁把手、汽车方向盘、扳手、辘轳等。
6.学雷锋修理小组同学,修理自行车时有一个螺母拧不出,除了更换扳手工具以外,你知道还有什么好的办法能把螺母拧出,现在请你把办法告诉他们。并说明理由。
方法:扳手柄上套一根适当长度的钢管。
理由:扳手柄上套一根适当长度的钢管,延长手柄,增大轮轴的半径,可以省力。
五、定滑轮和动滑轮
1.像旗杆顶部的滑轮那样,固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做 定滑轮 ;定滑轮可以 改变用力方向 ,但不能 省力 。
2.像塔吊的吊钩上可以随着重物一起移动的滑轮叫做 动滑轮 ;动滑轮可以 省力 ,但不能 改变用力方向 。
3.动滑轮可以省力,但不能改变用力方向。
*力的大小用测力计来测量,牛顿是力的单位,用字母“N”表示。
六、滑轮组
1.把定滑轮和动滑轮组合在一起使用,就构成了滑轮组。使用滑轮组既能省力,又能 改变用力方向 。
2.一个定滑轮和一个动滑轮组合在一起为一个 最简单的滑轮组 ,滑轮组的组数越多,就越 省力 。
3.起重机运用了滑轮组。
4.
图形
名称
①定滑轮
②动滑轮
③滑轮组
④滑轮组
所起的作用
能改变用力方向,但不能省力。
能省力,但不能改变用力方向。
既能省力,又能改变用力方向。
既能省力,又能改变用力方向。
如果分别用它们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.像搭在汽车车厢上的木板那样的简单机械,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.生活中应用斜面的地方很多,如 “S” 形的盘山公路、各种斜坡、各种刀刃、螺丝钉的螺纹,高架桥的引桥等 。
4.螺丝钉的螺纹是斜面的变形。同样粗细的螺丝钉,螺纹越密,旋进木头时越 省力 。
5.实践与探究
(1)、请你设计一个实验方案,斜面是否省力?
实验题目:斜面是否省力?
我的猜测:利用斜面可以省力。
改变的量:是否利用斜面。
不变量:物体提升的高度、提升的重物、测力计
实验材料:测力计、重物、斜面、铁架台
实验过程:
①用测力计测出直接提升重物所使用的力的大小;
②测出利用斜面提升重物到相同高度所使用的力的大小;
③比较两次的力的大小,得出结论。
实验结论:利用斜面可以省力。
(2)斜面的坡度大小(倾斜角度)是否对省力多少有影响?请你设计一个实验方案来研究这个问题。
研究的问题:斜面的坡度大小对省力多少有影响吗?
我的猜想: 斜面的的坡度大小对省力多少有影响,坡度越小越省力。 。
需要改变的条件:斜面的坡度大小。
不改变的条件: 斜面的高度、测力计、小重物。
实验材料:四块长度不同的斜面、测力计、小重物、铁架台
操作方法:
①用长度不同的四块木板搭在同一高度的木块上,形成四个相同高度不同坡度的斜面;
②分别利用不同的斜面提升重物到相同的高度,并用测力计测出所使用的力的大小;
③比较四次提升重物所使用的力的大小,得出结论。
斜面的状况
直接提起
A斜面
B斜面
C斜面
D斜面
铅笔盒
3.0牛
1.7牛
1.35牛
1.25牛
1.0牛
一盒钩码
11.5牛
8.0牛
7.1牛
5.3牛
3.8牛
实验结论:斜面都可以省力,而且斜面的坡度越小越省力。
(3)、下表是同学们在做斜面的实验时,在不同坡度的斜面上提升重物所得出的数据,请根据数据回答问题:
物体1
物体2
物体3
物体4
……
物体重量(牛:N)
10
15
30
50
……
斜面A上的拉力(N)
5
7.5
15
25
……
斜面B上的拉力(N)
3
4.5
10
17
……
斜面C上的拉力(N)
7
10.5
21
33.5
……
①这一实验改变的条件是:斜面的坡度
②这一实验不改变的条件是:斜面的高度、斜面的光滑程度等。
③从以上数据来看,坡度最大的是斜面_C_,坡度最小的是斜面_B_。
④这一实验告诉我们: 斜面的坡度越小越省力。
八、自行车上的简单机械
1.自行车运用了 杠杆(如:刹车、车铃的按钮) 、 轮轴 (如:把手、脚蹬)、