資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
新蘇教版五年級(jí)科學(xué)下冊(cè)第二單元
《仿生》知識(shí)點(diǎn)梳理、教材問(wèn)題解答、實(shí)驗(yàn)探究
第5課 生物的啟示
知識(shí)點(diǎn)梳理：
生物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，形成了許多有利于生存的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，人們從中獲得很多啟示。
塑料吸盤(pán)的設(shè)計(jì)受到了章魚(yú)身上的吸盤(pán)的啟發(fā)。衣服、鞋子等魔術(shù)貼的設(shè)計(jì)受到了蒼耳的啟發(fā)。降落傘的設(shè)計(jì)受到了蒲公英的啟發(fā)。
蜂窩猜想：公元4世紀(jì)，古希臘數(shù)學(xué)家佩波斯提出猜想：截面呈正六邊形的密鋪（不留空隙，也不相互重疊）的蜂窩巢房，是蜜蜂采用最少量的蜂蠟建成的。
蜜蜂用正六邊形建蜂巢的優(yōu)點(diǎn)：耗最少的蜂蠟、修建容積最大的容器，且容器抗壓能力強(qiáng)。因此蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程師”。
人類(lèi)模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能，創(chuàng)造出各種人造物。這些做法逐漸發(fā)展為一門(mén)從自然中學(xué)習(xí)，進(jìn)而應(yīng)用到工程技術(shù)中的學(xué)科——仿生學(xué)。
教材中問(wèn)題解答：
1、下面物品的設(shè)計(jì)與動(dòng)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)有什么相似之處？（P14）
答：鐵絲網(wǎng)和植物莖上的刺的尖銳部分都能起到保護(hù)作用；塑料吸盤(pán)和八爪魚(yú)的吸盤(pán)都呈碗狀，具有吸附功能；尼龍搭扣上的彎鉤和蒼耳果實(shí)上的鉤刺都有很強(qiáng)的附著力；降落傘與帶冠毛的蒲公英種子的整體形狀相似。
2、你還知道哪些物品的設(shè)計(jì)是受了動(dòng)植物的啟示？（P14）
答：鋸子與鋸齒草、大跨度建筑屋頂架構(gòu)與王蓮葉、人工冷光與螢火蟲(chóng)的光、風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀與水母耳、電子蛙眼與蛙眼等。
3、假設(shè)蜜蜂用正五邊形建蜂巢，結(jié)果會(huì)怎樣？（P15）
答：用正五邊形建蜂巢，因?yàn)椴荒苊茕仯速M(fèi)空間和蜂蠟。在同種正多邊形中，能密鋪的只有正三角形、正方形、正六邊形。
4、假如你是蜜蜂，你會(huì)選擇哪種形狀建蜂巢？為什么？（P15）
答：假如我是蜜蜂，我會(huì)你會(huì)選擇正六邊形形狀建蜂巢。因?yàn)橛谜呅谓ǚ涑驳膬?yōu)點(diǎn)是耗最少的蜂蠟、修建容積最大的容器，且容器抗壓能力強(qiáng)。因此蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程師”。
5、你還發(fā)現(xiàn)哪些物體有蜂巢結(jié)構(gòu)？這種設(shè)計(jì)有什么好處？（P15）
答：生活中具有蜂巢結(jié)構(gòu)的物體還有：蜂窩板材、蜂窩填充料、蜂窩底的鍋、移動(dòng)通信基站的蜂窩狀排列，等等。這種設(shè)計(jì)的好處是：六邊形排列沒(méi)有縫隙，有效空間最大，所用材料少等。
6、人們?cè)谠齑瑫r(shí)，從魚(yú)的身上得到了哪些啟示？找找它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（P16）
答：它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：魚(yú)的鰭對(duì)應(yīng)船的槳和櫓，提供前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎的動(dòng)力；魚(yú)的流線型身體對(duì)應(yīng)潛艇的外形，減少水的阻力，行進(jìn)更快更省力；魚(yú)的骨架對(duì)應(yīng)船的龍骨，提供整個(gè)身體的支撐；魚(yú)肚子里的鰾對(duì)應(yīng)潛艇的蓄水艙，通過(guò)充氣和注水，調(diào)節(jié)上浮和下沉。
7、查資料，了解人類(lèi)從鳥(niǎo)的身上獲得了哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。（P16）
答：鳥(niǎo)對(duì)人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造的貢獻(xiàn)眾所周知。鳥(niǎo)類(lèi)還有一種特殊的作用，這就是它啟發(fā)了人類(lèi)的智慧，為人類(lèi)探求理想，改善生存條件和質(zhì)量，提供了原理和藍(lán)圖。
、鳥(niǎo)類(lèi)有高超的飛行本領(lǐng)，現(xiàn)代的飛機(jī)的發(fā)明就是受到鳥(niǎo)飛行的啟發(fā)。
、鴿子在仿生學(xué)方面也有很大的貢獻(xiàn)。它的腿上有一個(gè)小巧而靈敏的感受地震的特殊結(jié)構(gòu)，人們根據(jù)它的原理仿制出一種新的地震儀，使地震預(yù)報(bào)更加準(zhǔn)確。
、地球上海水占總水量的97％。而海水的人工淡化器目前設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗能量高。但海鷗、信天翁這些海鳥(niǎo)卻可以通過(guò)眼睛附近一條鹽腺把喝下去的海水中的鹽分排出，一旦完成這個(gè)功能的模擬，人類(lèi)利用海洋的前景將會(huì)更加廣闊。
、人類(lèi)受到燕子的啟發(fā)，發(fā)明了燕尾服。
、受到孔雀的啟發(fā)，發(fā)明了孔雀舞。
、受到仙鶴的啟發(fā)，發(fā)明了武術(shù)中的鶴拳、鷹拳。
、鳥(niǎo)羽毛防水滲透的原理和功能啟示，人類(lèi)發(fā)明了防雨材料，如：防雨綢、防雨布、防雨漆等。
第6課 蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)
一、知識(shí)點(diǎn)梳理：
1、雞蛋殼的特點(diǎn)：很薄、很輕，表面呈球形。
2、外形為弧形的建筑結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為拱。常見(jiàn)的拱形有：拱門(mén)、牌坊、城堡、水渠、宮殿等。著名的建筑有法國(guó)的凱旋門(mén)、中國(guó)的趙州橋、古羅馬水渠等。
薄薄的雞蛋殼之所以能承受很大的壓力，是因?yàn)榈皻で婵梢钥闯捎蔁o(wú)數(shù)的拱拼接而成的，能夠把受到的壓力分散到蛋殼的各個(gè)部分。人們從蛋殼中得到啟示，發(fā)明了薄殼結(jié)構(gòu)。薄殼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的受力性能，且輕便省料，因此在建筑中被廣泛使用，如國(guó)家大劇院悉尼歌劇院等。
二、教材中問(wèn)題解答：
1、觀察并描述雞蛋殼的特點(diǎn)。
答：雞蛋呈橢球形，外表光滑，表面有細(xì)微的氣孔，內(nèi)部有一層薄膜。雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，并不堅(jiān)硬致密。
2、蛋殼這么薄，禁得住這樣的擠壓?jiǎn)幔?br/>答：因?yàn)殡u蛋是橢球形的，用手握雞蛋時(shí)，手部施加的壓力能被蛋殼外凸的曲面分散，所以雞蛋不易握碎。此外，蛋殼內(nèi)附著的一層富有彈性的薄膜所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，能拉緊整個(gè)蛋殼，增加了蛋殼的抗壓能力。
2、在蛋殼上畫(huà)一條線，這條線是什么形狀的？
答：這條線是拱形，蛋殼曲面可以看成由無(wú)數(shù)的拱形拼接而成。
3、外形為弧形的建筑結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為拱。你見(jiàn)過(guò)哪些拱形建筑或建筑上的拱結(jié)構(gòu)？
答：常見(jiàn)的拱形有：拱門(mén)、牌坊、城堡、水渠、宮殿等。著名的建筑有法國(guó)的凱旋門(mén)、中國(guó)的趙州橋、古羅馬水渠等。
除了建筑，你還見(jiàn)過(guò)哪些薄殼結(jié)構(gòu)的物品？
答：野營(yíng)的帳篷、各種各樣的燈泡、工地上的安全帽等。
三、實(shí)驗(yàn)探究：
實(shí)驗(yàn)一：研究蛋殼結(jié)構(gòu)的精妙之處
問(wèn)題1：用手能把1枚雞蛋握碎嗎？
結(jié)果：用手不能把1枚雞蛋握碎。
問(wèn)題2：哪種情況的蛋殼不容易被戳破？
結(jié)果：凸形的蛋殼不容易被戳破，凹形的蛋殼很容易被戳破。
問(wèn)題3:4枚雞蛋能支撐多重的物體？
操作：將4枚雞蛋上下分別用2個(gè)塑料瓶蓋固定，在上面放一塊平板，再在平板上放重物。
結(jié)果：4枚雞蛋能支撐的物體比我們猜測(cè)的要多。
第7課 海豚與聲吶
知識(shí)點(diǎn)梳理：
海豚在水里能夠發(fā)出一種人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲波，聲波遇到物體后會(huì)反射回來(lái)，被海豚的耳朵接收，海豚就能確定物體的形狀、大小和位置。海豚采用的這種方法叫回聲定位。
根據(jù)回聲定位原理，科學(xué)家發(fā)明了聲吶。現(xiàn)在，聲吶已被廣泛應(yīng)用于各種艦艇、水下作業(yè)及漁業(yè)勘測(cè)等。
潛艇的聲吶系統(tǒng)利用聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位、識(shí)別等。
4、B超診斷儀同樣利用回聲定位原理，將超聲波射入人體，通過(guò)分析體內(nèi)組織產(chǎn)生的回聲，探測(cè)人體內(nèi)部是否健康。
5、雷達(dá)則利用類(lèi)似的原理進(jìn)行工作。雷達(dá)發(fā)出的電磁波遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)返回，從而測(cè)定目標(biāo)位置、速度等，為飛機(jī)導(dǎo)航。
二、教材中問(wèn)題解答：
1、人們?cè)谒乩锊迳辖饘侔簦ｋ嘤蝿?dòng)時(shí)絕不會(huì)碰到；即使被蒙上眼睛，照樣暢游無(wú)阻，還能準(zhǔn)確捕捉獵物。這說(shuō)明了什么？（P20）
答：科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)是讓海豚在插滿(mǎn)金屬棒的水池中游動(dòng)。左圖表明，海豚能夠在插滿(mǎn)金屬棒的水池中自如游動(dòng)；右圖表明，海豚即使被蒙上眼睛，仍然能夠在水池中自如游動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，海豚探路不是依靠視覺(jué)。
2、B超、雷達(dá)的工作原理和海豚探路有什么相似之處？（P21）
答：海豚、聲吶、B超、蝙蝠都屬于回聲定位的工作原理。某些動(dòng)物能通過(guò)口腔或鼻腔把從喉部發(fā)出超聲波，利用反射回的聲波來(lái)定向，這種空間定向的方法稱(chēng)為回聲定位。聲吶是利用水中聲波進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備。雷達(dá)將電磁波以定向方式發(fā)射至空間，借由接收空間內(nèi)存在物體所反射的電磁波，可以計(jì)算出該物體的方向、高度及速度.并且可以探測(cè)物體的形狀，以地面為目標(biāo)的雷達(dá)可以探測(cè)地面的精確形狀。
第8課 我們來(lái)仿生
一、知識(shí)點(diǎn)梳理：
1、手臂的工作原理：肌肉（牽拉骨骼）→骨骼（繞著關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)）→關(guān)節(jié)。
2、許多動(dòng)物為了保護(hù)自己，不被敵人發(fā)現(xiàn)，并方便捕食，形成了與周?chē)h(huán)境十分相似的體色，這種體色就叫保護(hù)色。
3、軍人經(jīng)常在野外作戰(zhàn)，很多時(shí)候需要更好地隱蔽自己，人們根據(jù)動(dòng)物的保護(hù)色，發(fā)明了迷彩服。
4、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，像螞蟻、竹節(jié)蟲(chóng)這些昆蟲(chóng)有三對(duì)足，在爬行時(shí)總是以三條足為一組，以三角形支架結(jié)構(gòu)交替前行。它們可以輕松跨過(guò)障礙物，也可以隨時(shí)隨地停下來(lái)。工程師借鑒昆蟲(chóng)的三角步態(tài)在穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性等方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)并制造了六足仿生機(jī)器人。這種機(jī)器人可以輕松跨越森林、沙地、沼澤等特殊路面，因此，可以從事工程勘測(cè)、反恐防暴、軍事偵察等人類(lèi)難以完成的或危險(xiǎn)性較大的工作。
二、教材中問(wèn)題解答：
1、這三種迷彩服分別在什么環(huán)境中不易被發(fā)現(xiàn)？（P23）
叢林迷彩，用于陸軍夏作訓(xùn)服。 荒漠迷彩，用于陸軍冬作訓(xùn)服。 海洋迷彩，用于海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。
2、　觀察錐形瓶與燒瓶，想一想：用普通刷子清洗它們時(shí)會(huì)有什么不方便？（P24）
答：錐形瓶和燒瓶?jī)?nèi)大口小，普通刷子無(wú)法將其內(nèi)部清洗干凈。
3、仔細(xì)觀察周?chē)纳铮伎妓鼈兡芙o你什么啟示。試著模仿一種生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)或功能，設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品。
身邊的生物 仿生的物品 原理分析
鴨子的蹼有助于它劃水 模仿鴨蹼的形態(tài)和功能設(shè)計(jì)腳蹼 鴨子劃水十分輕松，模仿鴨蹼發(fā)明腳蹼，可以為人們游泳、潛水提供前進(jìn)動(dòng)力。
翠鳥(niǎo)的嘴呈錐形 高速列車(chē)的車(chē)頭設(shè)計(jì)成錐形 翠鳥(niǎo)的錐形喙前小后大，在快速入水捕魚(yú)時(shí)可減小阻力，錐形列車(chē)車(chē)頭在列車(chē)高速行駛時(shí)可小空氣阻力。
野豬鼻子中塞滿(mǎn)細(xì)泥土，過(guò)濾掉氯氣 前端裝有活性炭的豬鼻子防毒面具 野豬利用泥土細(xì)粒對(duì)氯氣的吸附作用過(guò)濾空氣，豬鼻子防毒面具前端進(jìn)氣口填充有類(lèi)似細(xì)土吸附功能的活性炭。
蜻蜓翅端前緣有一塊色深加厚的部分，即翅痣。 人們仿照翅痣，在直升機(jī)機(jī)翼上設(shè)計(jì)了加厚部分 翅痣是保護(hù)薄而韌的蜻蜓翅膀快速振動(dòng)卻不折損的關(guān)鍵。人們仿照翅痣，在機(jī)翼上設(shè)計(jì)了加厚部分，于是戰(zhàn)勝了顫振，保證了直升機(jī)的安全。
三、實(shí)驗(yàn)探究：
實(shí)驗(yàn)一：模仿手臂的結(jié)構(gòu)和功能
1、研究手臂的結(jié)構(gòu)和工作原理
①做手臂伸直和彎曲的動(dòng)作，觀察肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)是怎樣配合工作的。
②觀察假肢手臂的結(jié)構(gòu)。
2、做一只手臂模型，研究手臂是怎樣工作的
實(shí)驗(yàn)步驟：
①剪兩塊硬紙板，一塊是另一塊的兩倍寬。將寬紙板沿長(zhǎng)邊對(duì)折，將窄紙板的一端剪圓。
②把剪圓的紙板夾在對(duì)折紙板的一側(cè)，用鉚釘連接，再把“手”固定在對(duì)折紙板的另一側(cè)。
③用膠帶將兩根一樣長(zhǎng)的繩子的兩端分別固定在兩塊硬紙板上。
④拉動(dòng)繩子，帶動(dòng)整個(gè)“手臂”運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)二：做“保護(hù)色”游戲。
1.給螞蚱、蝴蝶、菜青蟲(chóng)、青蛙等小動(dòng)物卡片涂上顏色，剪下來(lái)。
2.選一條樹(shù)叢邊的小路，分組將小動(dòng)物卡片沿途放在其中。
3.以正常速度走過(guò)這條小路，比一比哪個(gè)小組做的卡片被發(fā)現(xiàn)得最少。
4.重走一遍這條小路，你能發(fā)現(xiàn)更多的小動(dòng)物卡片嗎？
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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