資源簡介

六年級科學上冊第二單元
形狀與結構
一、基礎知識
1、房屋、橋梁結構中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲，增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。增加梁的厚度比增加寬度能更有效抵抗彎曲。
2、改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力。把薄板形材料彎折成“V”、“L”、“U”、“T”或“工”字等形狀，雖然減少了材料的寬度卻增加了材料的厚度，因此，能大大增強材料的抗彎曲能力。
3、拱形承受重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結合的更加緊密。
4、拱形受壓會產生一個向外推的力，抵住這個力，拱就能承載很大的重量。
5、圓頂形可以看成拱形的組合，他有拱形承載壓力大的特點，，不產生向外推的力。
6、球形在各個方向上都可以看成拱形，這使得它比任何形狀都要堅固。
7、龜、貝的外殼相當于圓頂形結構，可以增加生物體抗擊外力沖擊的能力，更好的保護自己。
8、增加斜桿可以起到加固框架的作用。
9、實驗說明：向各個方向按壓，三角形框架牢固，不容易變形，四邊形框架不穩定，容易變形。利用三角形框架具有穩定性的原理，可以加固框架結構。
10、對比實驗中，應該控制改變的條件只有一個，其他條件應該保持不變。
11、上小下大，上輕下重的物體不容易倒。
12、上小下大、上輕下重、空氣阻力小等特點能使框架鐵塔不容易倒。
13、橋面在拱下方的拱橋，橋板拉住了拱足，抵消拱向外的推力、減少了橋墩的負擔。橋面也比較低而且平坦，方便通行。
14、鋼索橋主要由鋼纜、橋塔、橋面組成。鋼索橋橋塔修的很高的原因是為了減小鋼繩的拉力。
二、問答
1、建筑物的橫梁為什么要立著放？
答：這是為了增加梁的抗彎曲能力，因為增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。增加梁的厚度比增加寬度能更有效抵抗彎曲。
2、瓦楞紙板的結構為什么能使柔軟的紙變得堅硬？
答：中間的波形紙增加了紙的抗彎曲能力，兩邊的平板紙通過粘合與波形紙粘在一起，也增加了抗彎曲能力，所以，、瓦楞紙板的結構能使柔軟的紙變得堅硬。
3、人體中的拱形結構有什么作用？
答：人體的結構非常奇妙。人的頭骨近似于球形，可以很好地保護大腦；拱形的肋骨護衛著胸腔中的內臟；人的足骨構成一個拱形——足弓，它可以更好地承載人體的重量。
三、實驗
實驗名稱：紙梁寬度與抵抗彎曲的能力
實驗材料：長度、厚度相同、寬度不同的紙、墊圈。
實驗經過：把紙梁兩端墊起一定的高度，把紙梁受壓彎曲到接觸桌面作為彎曲標準，分別把不同寬度的紙放上去，加墊圈。記錄并分析數據。
實驗現象：看到增加寬度放墊圈的數量在增加。
實驗結論：增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力。
實驗名稱：紙梁厚度與抵抗彎曲的能力
實驗材料：長度、寬度相同，厚度不同的紙、墊圈。
實驗經過：：把紙梁兩端墊起一定的高度，把紙梁受壓彎曲到接觸桌面作為彎曲標準，分別把不同厚度的紙放上去，加墊圈。記錄并分析數據。
實驗現象：看到增加厚度放墊圈的數量在增加。
實驗結論：增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。
實驗名稱：紙的形狀與抗彎曲能力
實驗材料：大小相同的紙、墊圈。
實驗經過：把紙折成不同的形狀，把紙梁兩端墊起一定的高度，把紙梁受壓彎曲到接觸桌面作為彎曲標準，分別把不同形狀的紙放上去，加墊圈。記錄并分析數據。
實驗現象：看到紙梁的形狀不同，放墊圈讓紙梁彎曲的數量不同。
實驗結論：改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力。
實驗名稱：拱形的力量
實驗材料：書本、拱形紙、鐵墊圈。
實驗經過：用不同的書本數當作拱足，加墊圈，記錄拱彎曲時的墊圈數并分析數據。
實驗現象：拱足高度不同，放墊圈的數量不同。
實驗結論：抵住拱足抵消了拱向兩邊擠的推力，拱就能承受很大的壓力。
實驗名稱：圓頂形和球形能承受很大的壓力
實驗材料：對半剖開的乒乓球、乒乓球、書本、稱
實驗經過：把三個對半剖開的乒乓球在桌上擺成三角形，在上面擺書本，剖開的乒乓球變形時稱出書本的重量。用手捏乒乓球，感受手用的力。
實驗現象：看到剖開的乒乓球能承受很大的壓力。很難把乒乓球捏癟。
實驗結論：圓頂形是拱形的組合，它有拱形承載壓力大的特點，而且不會產生向外推的力，承載的壓力就會更大。球形在各個方向上都可以看成拱形，使得它比任何形狀都要堅固。
實驗名稱：觀察飲料瓶
實驗材料：飲料瓶
實驗經過：觀察飲料瓶各部分的形狀和材料的厚薄。
實驗現象：看到上部和底部是圓頂形，中部是圓柱形，上部和底部材料厚一些，中部薄一些。
實驗結論：上部容易受擠壓，底部壓力大，所以上部和底部要設計成圓頂形，材料要厚一些。
實驗名稱：做框架
實驗材料：　筷子、橡皮筋、刀
實驗經過：用皮筋捆三角形、四邊形、正方體框架，做好的正方體框架上放書，觀察正方體框架能承載的書本數。
實驗現象：看到正方體框架能承載很多本書。
實驗結論：三角形具有穩定性，不容易變形，四邊形容易變形，對角增加斜桿四邊形變成了三角形就不容易變形了。正方體每個面增加斜桿變成三角形，既穩定又能承載很大的壓力。
實驗名稱：建高塔
實驗材料：大小不同的塑料瓶、沙、吸管、膠帶、水、刀
實驗經過：在大塑料瓶中裝沙，中小塑料瓶去底，中塑料瓶套在大塑料瓶上，小塑料瓶套在中塑料瓶上，并用膠帶固定，放在桌上搖晃。觀察塔的穩定性。
實驗現象：看到塔的穩定性較好。
實驗結論：上小下大，上輕下重的物體不容易倒。
實驗名稱：拱在上的橋的模擬實驗
實驗材料：木棍、繩子　
實驗經過：用木棍做兩個拱，其中一個用繩子綁住拱足，對比那一個拱的受力更大。
實驗現象：繩子綁住拱足的向外推的力較小。
實驗結論：橋面在拱下方的拱橋，橋面可以拉住拱足，抵消拱產生的向外的推力。橋面被水平方向的力拉緊，還增加了橋面的抗彎曲能力。
實驗名稱：鋼索橋模擬實驗
實驗材料：椅子、粗線、木板、繩子、重物　
實驗經過：木板四角打孔栓線，把線拴在兩根長繩上，在木板上放重物，木板相當于鋼索橋的橋面，
兩根長繩當于鋼索橋的鋼索。兩把椅子相當于鋼索橋的橋塔。兩人同時用力拉繩把“橋”吊起來，觀察朝什么方向用力。把繩子拉平直些，再拉平直些，感覺用力的變化。
實驗現象：繩子拉直費力，下垂省力。
實驗結論：橋塔修得很高，可以降低鋼繩的拉力，達到省力的目的。

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