【新苏教版】小学科学五年级知识点3-5单元知识点总结

第三单元 常见的力

第9课 弹力

一、重要知识点（教师参考）

1. 弹性与弹性形变——撤去力后能恢复原状

物体受到外力时形状会发生改变，撤去外力后又能恢复原来形状，这种性质叫弹性。这种可以恢复的形变叫弹性形变。弹簧、橡皮筋、海绵、竹片、弓弦等都具有弹性（教材）。用手压海绵、拉橡皮筋，松手后都能回到原来的样子，就是弹性在起作用。

2. 弹力——发生弹性形变时产生的恢复力

物体发生弹性形变时，会产生一个想要恢复原来形状的力，这个力叫弹力。弹力只有在物体发生弹性形变时才产生，形变消失弹力也跟着消失。我们平时感受到的拉弹簧的力、蹦床把人弹起的力、弓把箭射出的力，都是弹力（教材）。

3. 弹簧拉伸实验——在弹性限度内拉伸长度与拉力成正比

把弹簧挂在铁架台上，先测出弹簧原长，再在下端逐个增加钩码，分别测出弹簧的总长度，用总长度减去原长得到拉伸长度，记录数据并画成关系图。实验表明：在弹性限度内，拉力越大，弹簧拉伸越长；拉伸长度与拉力成正比，即拉力变为原来的几倍，拉伸长度也变为原来的几倍，这就是胡克定律（F=kx）（教材）。画图时用拉力作横轴、拉伸长度作纵轴，得到的图线是一条直线。

4. 弹性限度——超过限度就不能恢复原状

弹簧的拉伸不是无限的。当挂的钩码太多、拉力太大时，撤去钩码后弹簧不能恢复到原来的长度，说明已经超过了弹性限度。所以使用弹簧类器材时不能超过它能承受的限度，否则器材会被损坏、测量也不再准确（教材）。

5. 弹簧测力计的使用——一看二校三拉四读

弹簧测力计是测量力的工具，利用了弹簧受拉力越大伸长越长的原理。使用时要做到：①先观察量程和分度值；②检查并校零，使指针指在0刻度；③拉力方向要与弹簧轴线一致，避免弹簧与外壳摩擦；④读数时视线要与指针相平。被测的力不能超过量程，否则弹簧会损坏（教材）。

6. 力的单位与弹力的应用——生活中到处都有弹力

力的单位是牛顿，简称牛，符号是N，1牛约等于用手托起两个鸡蛋所用的力。用测力计可以测量提起书包的力、匀速拉动木块的力、手的握力等（教材）。弹力的应用很广：弹簧秤、蹦床、弓箭、汽车减震器、圆珠笔里的小弹簧、沙发和床垫里的弹簧，都是利用弹力工作的。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是弹性？什么叫弹性形变（教材）

答：物体受力时形状发生改变，撤去力后能恢复原来形状，这种性质叫弹性。物体在受力时发生的、撤去力后可以恢复的形变，叫弹性形变。比如拉长橡皮筋、压扁海绵、拉弯弓，松手后都能恢复原状，这些都是弹性形变。

问 2：弹力是怎样产生的？弹力的方向有什么特点

答：物体发生弹性形变时，为了恢复原来的形状，会对使它发生形变的物体施加一个力，这个力就是弹力。弹力的方向总是与形变的方向相反，也就是指向恢复原状的方向。比如弹簧被拉长时，它对拉它的手产生的弹力是向里的、要把弹簧缩短；弹簧被压缩时，弹力向外、要把弹簧伸长。

问 3：弹簧拉伸实验怎么做？能得到什么结论（教材）

答：把弹簧挂在铁架台上，先测出弹簧的原长；再在下端挂1个钩码，测出弹簧总长度；然后逐个增加钩码，依次测出对应的总长度；用每次的总长度减去原长，算出弹簧被拉伸的长度；最后把拉力与拉伸长度的数据画成图。

结论：在弹性限度内，拉力越大，弹簧拉伸越长；拉伸长度与拉力成正比，这就是胡克定律（F=kx）。

问 4：实验中为什么不能挂太多钩码（教材）

答：因为弹簧的拉伸有一个限度，叫做弹性限度。挂的钩码太多、拉力太大时，弹簧的形变超过了弹性限度，撤去钩码后弹簧就不能恢复原来的长度，弹簧被损坏了。这样既得不到正确的数据，也把实验器材弄坏了。所以实验前要先估计所测的力，选择合适的弹簧，绝不能超量程使用。

问 5：怎样正确使用弹簧测力计测量力的大小（教材）

答：使用弹簧测力计要按四步做：①观察：看清测力计的量程（最多能测多少牛）和分度值（每一小格代表多少牛）；②校零：不挂物体时检查指针是否指在0刻度，不在0刻度要调到0刻度；③拉动：让拉力的方向与弹簧的轴线在一条直线上，避免弹簧与外壳摩擦；④读数：视线与指针相平，待指针稳定后读数，并写上单位"牛（N）"。被测的力不能超过量程。

问 6：为什么读数时视线要与指针相平？仰视或俯视会怎样

答：读数时如果视线偏高（俯视）或偏低（仰视），看到的指针位置与真实位置不一致，读出的数值就会偏大或偏小，这叫视差。只有视线与指针相平，读出的数才准确。这与用量筒读液体体积时视线要与液面相平的道理是一样的。

问 7：1牛的力有多大？生活中哪些力大约是1牛

答：1牛是一个比较小的力，用手托起两个鸡蛋所用的力大约就是1牛（教材）。除此外，拿起一支钢笔、托起一本薄薄的练习本所用的力，也接近1牛。而提起一个装满书的书包，可能要几十牛。知道1牛有多大，有助于我们估计被测力的大小，从而选对测力计的量程。

问 8：生活中哪些地方用到了弹力？它们分别起什么作用

答：弹力的应用非常广泛。弹簧秤和盘秤利用弹簧受力伸长测量力的大小；蹦床利用形变产生的弹力把人高高弹起；弓箭利用弓弦形变产生的弹力把箭射出去；汽车和自行车的减震器利用弹簧缓和颠簸；圆珠笔里的小弹簧使笔芯能伸缩；沙发、床垫里的弹簧使人坐上去柔软舒适。它们的共同点：都是先让物体发生弹性形变，再利用它想恢复原状的弹力来工作。

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：弹簧为什么能测量力的大小？它依据的是什么道理（教材）

答：因为在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，它伸长的长度就越长，而且伸长量与拉力成正比。所以只要事先在测力计上标出不同伸长量对应的力的大小，测力时看弹簧伸长多少，就能知道拉力是多少牛。弹簧测力计就是根据这个道理做成的。

问 2：弹簧测力计为什么要校零？不校零会有什么后果（教材）

答：校零是为了让测量的起点准确。如果指针本来就不在0刻度，那么测出的读数就包含了这个起始偏差，所有测量结果都会偏大或偏小，实验数据不可靠。所以每次使用前都要检查指针是否指在0刻度，不在就要调到0刻度，并检查弹簧是否能自由伸缩、是否与外壳摩擦。

问 3：怎样用弹簧测力计测量提起一个书包所用的力（教材）

答：先估计书包的重力，选择量程合适的测力计；检查指针是否指0刻度，必要时校零；把书包挂在测力计的挂钩上，手提提环，让测力计保持竖直、拉力方向沿弹簧轴线；等书包静止、指针稳定后，视线与指针相平读数，并把数值和单位一并记录下来。注意书包不能太重，不能超过量程。

问 4：弹力在生产生活中有哪些应用？请举出三个例子并说明（教材）

答：①蹦床：人踩下去使床面发生弹性形变，床面产生向上的弹力把人弹起；②弓箭：拉弓使弓臂形变，松手后弓臂恢复原状产生弹力，把箭射出；③汽车减震器：车轮颠簸时弹簧被压缩产生弹力，缓和震动，使车身平稳。这些例子都说明：弹力是物体发生弹性形变时产生的、想恢复原来形状的力。

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第10课 摩擦力

一、重要知识点（教师参考）

1. 摩擦力——接触面上阻碍相对运动的力

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这个力叫摩擦力（教材）。摩擦力的方向总是与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。比如在地面上推箱子，箱子不容易被推动，就是地面对箱子的摩擦力在阻碍它。

2. 测量摩擦力——匀速拉动时拉力等于摩擦力

用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块在水平面上做匀速直线运动，这时木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等、方向相反。所以测力计的示数就等于摩擦力的大小（教材）。这种方法叫"转换法"，把不容易直接测的摩擦力变成了容易测的拉力。

3. 影响摩擦力大小的因素之一——接触面的粗糙程度

保持压力不变，让同一木块分别在木板、砂纸、毛巾表面上做匀速直线运动，读出测力计的示数。实验表明：接触面越粗糙，摩擦力越大；接触面越光滑，摩擦力越小。在毛巾上拉动时示数最大，在光滑木板上拉动时示数最小（教材）。

4. 影响摩擦力大小的因素之二——压力的大小

保持接触面和接触面积不变，在木块上分别放0个、1个、2个钩码，再匀速拉动木块读数。实验表明：物体间的压力越大，摩擦力越大；压力越小，摩擦力越小（教材）。这就是冬天汽车轮胎上要装防滑链、用手紧握瓶子不容易滑落的原因——都是增大了压力或粗糙程度。

5. 影响摩擦力大小的因素之三——接触面积大小无关

保持压力和接触面的粗糙程度都不变，把同一木块分别平放和侧放，再匀速拉动读数。实验表明：接触面积的大小不影响摩擦力的大小，平放和侧放时测力计的示数基本相同（教材）。这说明摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与接触面积无关。这个实验要用到控制变量法。

6. 摩擦的"功"与"过"以及增大、减小摩擦的方法

摩擦既有好处也有坏处。走路、拿东西、汽车刹车都要靠摩擦，这是它的"功"；机器零件磨损、行驶中白白消耗能量，这是它的"过"。增大摩擦的方法有：增大压力、使接触面更粗糙（鞋底和轮胎的花纹）、变滚动为滑动。减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面更光滑并加润滑油、变滑动为滚动（滚珠轴承）、使接触面分离（气垫船、磁悬浮列车）（教材）。

液体阻力实验补充：把球形、方形、流线型的物体同时从水槽中同一高度释放，流线型物体下落最快、受到的水的阻力最小。鱼的体形、潜艇和高速列车的外形都做成流线型，就是为了减小阻力（教材）。实验中注意：拉动木块不要太猛，测力计不能超过量程。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是摩擦力？它是在什么条件下产生的（教材）

答：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者要发生相对运动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力，叫摩擦力。产生摩擦力的条件有三个：两个物体相互接触、接触面粗糙、物体之间有相对运动或相对运动的趋势。摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反。

问 2：为什么要用弹簧测力计匀速拉动木块来测摩擦力（教材）

答：因为摩擦力不能直接读出，要用到转换法。当用测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，水平方向上的拉力和摩擦力大小相等、方向相反，是一对平衡力。这时测力计的示数就等于摩擦力的大小。如果拉动时快时慢，木块不是匀速运动，拉力就不等于摩擦力，读数就不准了。

问 3：怎样研究"接触面粗糙程度"对摩擦力的影响？要注意什么（教材）

答：做法是：用同一个木块（压力不变），分别在光滑木板、砂纸、毛巾表面上，用测力计沿水平方向匀速拉动，读出示数并比较。实验表明：接触面越粗糙，摩擦力越大。要注意运用控制变量法：只能改变接触面的粗糙程度，木块本身的轻重、拉动方式、接触面积都要保持相同；每次都要匀速拉动，并多测几次取稳定值。

问 4：怎样研究"压力大小"对摩擦力的影响（教材）

答：做法是：保持接触面和接触面积不变，在木块上分别放0个、1个、2个钩码，再用测力计沿水平方向匀速拉动木块，分别读出示数。实验表明：压力越大，摩擦力越大，示数随钩码个数增加而增大。这个实验同样要控制变量，只改变木块上钩码的个数，其他条件都不变。

问 5：把木块平放和侧放，摩擦力会变化吗？这说明了什么（教材）

答：不会变化。在压力和接触面粗糙程度都相同时，把同一木块平放（接触面积大）和侧放（接触面积小），匀速拉动时测力计的示数基本相同。这说明摩擦力的大小与接触面积的大小无关，只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。这个对比实验能帮助学生排除一个常见误解。

问 6：这个单元的实验为什么要反复强调"控制变量法"和"匀速拉动"

答：因为摩擦力的大小同时受接触面粗糙程度和压力大小两个因素影响，如果一次改变两个条件，就分不清是哪个因素起了作用，所以要用控制变量法：每次只改变一个因素，其他因素都保持不变。而只有匀速拉动时，拉力才等于摩擦力，读数才有意义。两者配合，实验结论才可靠。测量时还要注意：拉动不能太猛，被测力不能超过测力计的量程。

问 7：生活中哪些地方需要增大摩擦？哪些地方需要减小摩擦？各用了什么办法（教材）

答：需要增大摩擦的例子：鞋底和轮胎做上花纹（增大接触面粗糙程度）；擦黑板时用力按住板擦、用力握紧瓶子（增大压力）；汽车在雪地上装防滑链（增大粗糙程度）。需要减小摩擦的例子：给自行车链条、机器轴承加润滑油（使接触面更光滑）；机器中用滚珠轴承（变滑动为滚动）；气垫船、磁悬浮列车（使接触面分离）。选择哪种办法，要看具体需要。

问 8：液体中的阻力实验说明了什么？流线型有什么好处（教材）

答：把球形、方形和流线型的物体同时从水槽中同一高度释放，可以看到流线型物体最先到达底部，说明它受到的液体阻力最小；方形物体受到阻力最大。这说明物体在液体中运动时也会受到阻力，而且阻力的大小与物体的形状有关。鱼的身体、潜艇、高铁车头都做成流线型，就是为了减小阻力，运动得更快、更省力。

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：如果没有摩擦力，我们的生活会变成什么样（教材）

答：没有摩擦力，人会寸步难行：走路时脚打滑无法前进，汽车轮胎空转开不动，也无法刹车；手拿不住杯子、筷子夹不起菜，写的字也会被擦掉；螺丝会自己松开，衣服上的结会散开，椅子会滑走。可见摩擦力虽然有时给我们带来麻烦，但生活中离不开它。当然，机器少了摩擦也会减少磨损、节省能量。

问 2：为什么鞋底和汽车轮胎上都要做出凹凸的花纹（教材）

答：这是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。花纹使鞋底、轮胎与地面之间的接触面更粗糙，摩擦力更大，这样走路时不容易滑倒，汽车行驶和刹车时更稳、更安全。花纹磨平了的轮胎摩擦力变小，容易打滑，要及时更换。雨雪天路面更滑，还要装防滑链或减速慢行。

问 3：给自行车链条加润滑油、在机器里装滚珠轴承，分别是用什么办法减小摩擦的（教材）

答：加润滑油是在两个接触面之间形成一层油膜，使接触面变得光滑、甚至被油膜隔开，从而减小摩擦；装滚珠轴承是用滚动代替滑动，因为在相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小得多。此外还可以减小压力、用气垫或磁悬浮使接触面分离来减小摩擦。这些都是人们在实践中总结出的减小摩擦的办法。

问 4：同一个木块，在桌面上拉动和在铺了毛巾的桌面上拉动，感觉有什么不同？为什么（教材）

答：在铺了毛巾的桌面上拉动感觉更费力，测力计的示数也更大。因为毛巾表面比桌面粗糙，接触面越粗糙，产生的摩擦力越大，所以要拉动木块就需要更大的拉力。若在桌面上铺上光滑的塑料板或在桌面上打蜡，接触面变光滑，摩擦力变小，拉动就省力多了。这正是"接触面的粗糙程度影响摩擦力大小"的具体体现。

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第11课 浮力

一、重要知识点（教师参考）

1. 浮力——液体或气体向上的托力

把物体放入液体或气体中时，液体或气体会对浸入其中的物体产生一个向上的托力，这个力叫浮力（教材）。浮力的方向总是竖直向上的。在水中搬石头感觉比在空气中轻、木块能漂在水面上、气球能升上天空，都是因为受到了浮力。

2. 观察沉浮——不同物体在水中的表现不同

把木块、石头、铁块、塑料球、乒乓球等分别放入水中，观察它们的沉浮：木块、塑料球、乒乓球浮在水面上，石头和铁块沉入水底（教材）。这说明不同物体在同一种液体中的沉浮情况不同，由此可以提出问题：物体在水中的沉浮与什么因素有关？

3. 下沉的物体也受浮力——称重法验证

先用弹簧测力计测出铁块在空气中的重力G，再把铁块完全浸入水中，读出测力计的示数F。可以看到浸入水中后示数变小了，减小的部分就是水对铁块的浮力，即：浮力 = G − F（教材）。这个实验说明：下沉的物体同样受到浮力，只是浮力小于它受到的重力，所以它还是会沉下去。

4. 浮力大小与什么有关——浸入体积和液体密度

把同一物体逐渐浸入水中，浸入的体积越大，测力计示数减小得越多，说明受到的浮力越大；完全浸入后，浮力不再随深度增加而变化。把物体分别浸入清水和浓盐水中，在盐水中受到的浮力更大，说明液体密度越大，浮力越大（教材）。可见浮力大小与物体浸入液体中的体积和液体的密度有关。

5. 沉浮的因素——体积相同时比质量，质量相同时比体积

取体积相同但材料不同（质量不同）的小球放入水中，质量小的容易浮，质量大的容易沉。取同一块橡皮泥，捏成实心球放入水中会沉；把它捏成船形或碗形（体积变大）放入水中就会浮（教材）。综合起来：体积相同时，质量小的容易浮；质量相同时，体积大的容易浮；也就是密度小的物体容易浮。

6. 浮力的应用——轮船、潜水艇、热气球

浮力的应用很多：轮船用钢铁做成空心，大大增加了排开水的体积，从而增大浮力，使很重的轮船能浮在水面上；潜水艇靠改变自身的重量（灌水和排水）来实现下沉和上浮；热气球靠加热空气、使球内气体密度变小而上升；救生衣、救生圈用密度小、内部多孔的材料制成，能产生较大的浮力；鱼靠改变鱼鳔的体积来调节沉浮（教材）。

讨论要点：铁块放入水中下沉，而钢铁造的轮船却能浮在水面上，原因是轮船是空心的，排开水的体积比同质量的铁块大得多，受到的浮力大于自身重力，所以能浮。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是浮力？浮力的方向是怎样的（教材）

答：液体或气体对浸入其中的物体产生的向上的托力，叫浮力。浮力的方向是竖直向上的，正好与重力的方向（竖直向下）相反。不仅水中有浮力，其他液体以及空气等气体中也存在浮力；热气球升空就是受到空气浮力的作用。

问 2：怎样用实验观察不同物体在水中的沉浮（教材）

答：在透明水槽中装入大半槽水，把木块、石头、铁块、塑料球、乒乓球等物体逐个轻轻放入水中，等它们静止后观察：有的浮在水面，有的停在水中间，有的沉到水底，并把结果记录下来。实验中要轻轻放入，避免水溅出；要等物体静止后再判断；还要注意区分"浮在水面"和"沉在水底"两种情况。实验说明不同物体在水中的沉浮情况不同，由此可以进一步研究影响沉浮的因素。

问 3：怎样证明下沉的物体也受到浮力（教材）

答：用"称重法"来证明。先用弹簧测力计测出铁块在空气中的重力G；再把挂在测力计下的铁块完全浸入水中（不要碰到容器底和壁），读出此时测力计的示数F。可以看到F比G小，减小的部分就是水对铁块向上的浮力，即浮力 = G − F。这说明下沉的物体同样受到浮力，只是浮力小于重力，所以仍然下沉。

问 4：浮力的大小与哪些因素有关（教材）

答：浮力的大小与物体浸入液体中的体积和液体的密度有关。把物体逐渐浸入水中，浸入的体积越大，测力计示数减小得越多，说明受到的浮力越大；完全浸入后，继续下沉浮力不再变化。把同一物体分别浸入清水和浓盐水中，在盐水中受到的浮力更大，说明液体密度越大，浮力越大。所以：浸入体积越大、液体密度越大，浮力越大。

问 5：体积相同、质量不同的小球，在水中的沉浮有什么规律（教材）

答：取大小（体积）相同但材料不同、因而质量不同的小球放入水中，可以看到质量小的球浮在水面，质量大的球沉入水底。这说明在体积相同时，物体的质量越小（也就是密度越小），就越容易浮；质量越大（密度越大），就越容易沉。这是研究沉浮规律时常用的对比实验，实验中要控制"体积相同"这个条件。

问 6：同一块橡皮泥，为什么捏成实心球会沉，捏成船形却能浮（教材）

答：两块橡皮泥的质量相同，但形状不同。捏成实心球时体积小，排开的水少，受到的浮力小于重力，所以下沉；捏成船形或碗形时，体积（包括内部空心的部分）大大增加，能排开更多的水，受到的浮力增大，当浮力大于重力时就浮在水面上。轮船用钢铁制造却能浮在水面，正是这个道理——靠做成空心来增大排开水的体积，从而增大浮力。

问 7：橡皮泥船（铝箔船）承载硬币的比赛中，怎样做才能承载更多硬币（教材）

答：要让船排开更多的水，也就是要让船浸入水中的部分能产生足够大的浮力。做法有：把船底做得大一些、把船舷做得高一些、把船体做成空心的碗形，这样既增大了排开水的体积，又能防止水灌进船里；往船中放硬币时要一个一个轻放、并均匀分布，保持船身平衡。船底面积大、船舷高的船，排开水的体积大、受到的浮力大，承载的硬币就更多。

问 8：铁块放入水中会下沉，钢铁造的轮船为什么能浮在水面上（教材）

答：因为物体的沉浮不只看用什么材料，还要看它排开水的体积有多大。实心铁块体积小，排开的水少，受到的浮力小于自身重力，所以下沉。轮船虽然也是钢铁造的，但它被做成空心，体积比同质量的铁块大得多，能排开大量的水，受到很大的浮力；当浮力等于（或大于）轮船与所载货物的总重力时，轮船就浮在水面上。潜水艇则是靠改变自身重量来实现下潜和上浮的。

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：在水中搬石头感觉比在岸上搬轻，这是为什么（教材）

答：因为石头在水中受到水对它向上的浮力。浮力抵消了一部分重力，所以人需要用的力变小了，感觉石头变轻了。用测力计也能看到：同一块铁块浸入水中后，测力计的示数比在空气中明显减小，减小的数值就是它受到的浮力。石头虽然没有浮起来，但它确实受到了浮力的作用。

问 2：物体在水中的沉浮到底与什么因素有关（教材）

答：与物体自身的质量和体积（也就是密度）有关，还与液体的密度有关。体积相同时，质量小的物体容易浮，质量大的物体容易沉；质量相同时，体积大的物体容易浮，体积小的物体容易沉。总的说，密度小的物体容易浮。同一物体放入密度更大的液体（如浓盐水）中，受到的浮力更大，也更容易浮起来。

问 3：潜水艇是怎样实现下潜和上浮的（教材）

答：潜水艇的体积基本不变，它在水中受到的浮力大小也基本不变，所以它是靠改变自身的重量来实现沉浮的。需要下潜时，向艇内的水舱灌水，自身重量增大，当重量大于浮力时就下沉；需要上浮时，用压缩空气把水舱里的水排出，自身重量减小，当重量小于浮力时就上浮。可见潜水艇利用的是改变重量、而不是改变体积的办法。

问 4：鱼为什么能在水中自由地上浮和下沉（教材）

答：鱼体内有一个叫鱼鳔的器官。鱼鳔充气膨胀时，鱼的体积变大，排开的水变多，受到的浮力增大，鱼就上浮；鱼鳔放气缩小时，鱼的体积变小，排开的水变少，受到的浮力减小，鱼就下沉。鱼鳔的作用与潜水艇的水舱相似，不同的是鱼主要靠改变体积（从而改变浮力）来调节沉浮，潜水艇则主要靠改变自身重量。

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第12课 力与运动

一、重要知识点（教师参考）

1. 接触力与非接触力——按是否需要接触分类

力可以按是否需要直接接触来分类。必须直接接触才能产生的力叫接触力，如拉力、推力、摩擦力、弹力。不需要直接接触就能产生的力叫非接触力，如磁力、重力、静电力（教材）。比如磁铁隔一段距离就能吸引铁钉、地球不用碰到物体也能把它拉下来，都是非接触力在起作用。

2. 力能改变物体的运动状态——包括快慢和方向

力可以使物体由静止变为运动、由运动变为静止，也可以改变物体运动的快慢和方向，这些都叫改变了物体的运动状态（教材）。踢足球时，脚的力让静止的球飞出去；守门员接球，力让球停下来；用球拍改变球的飞行方向，也是力在改变运动状态。

3. 拉力与小车快慢——拉力越大，运动越快

让同一辆小车从同一位置出发，分别用不同大小的拉力拉动它，测量它通过相同距离所用的时间。实验表明：拉力越大，小车通过相同距离所用的时间越短，也就是运动得越快、加速越快；拉力越小，小车运动得越慢（教材）。这个实验要用控制变量法：同一辆小车、同一段距离、同一出发点，只改变拉力的大小。

4. 力能改变运动方向——磁铁对滚动钢珠的作用

让钢珠从斜面上滚下，它在平面上沿直线滚动；在它运动路径的旁边放一块磁铁，可以看到钢珠的运动路线发生弯曲，方向被吸引而偏转（教材）。这说明力能改变物体的运动方向。进一步实验还能看到：把磁铁放在钢珠前进的方向上吸引它，钢珠会加速；把磁铁放在钢珠后方排斥它，钢珠会减速。可见力既能改变运动方向，也能改变运动快慢。

5. 伽利略的研究——下落快慢与重量无关

很久以前，亚里士多德认为"重的物体下落得快、轻的物体下落得慢"。伽利略通过斜面实验并进行推理，指出这个观点是错误的：物体下落的快慢与它的重量无关（教材）。在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体从同一高度同时释放，会同时落地。伽利略还提出了惯性的思想：运动的物体在不受外力时会保持原来的运动状态。

6. 牛顿的贡献与重力——竖直向下的吸引力

牛顿发现了万有引力：任何两个物体之间都存在相互吸引的力，物体的质量越大、距离越近，引力越大。他还提出了运动的三大定律（教材）。地球对周围物体的吸引力就是重力，重力的方向是竖直向下的，所以抛出去的石块会落回地面、水往低处流。

讨论：如果没有重力，物体会飘在空中，水不会往下流；人站不住、一蹬地就会飞起来；抛出的东西不会落回地面。重力现象应用广泛：汽车加速、减速、转弯要用到力；球类运动靠力改变球的运动状态；火箭靠反冲力升空；卫星绕地球飞行，靠地球对它的重力（引力）提供向心力（教材）。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是接触力和非接触力？请各举几个例子（教材）

答：必须直接接触才能产生的力叫接触力，例如拉力、推力、摩擦力、弹力——不接触就没有这些力。不需要接触就能产生的力叫非接触力，例如磁力、重力、静电力——磁铁隔着一段距离就能吸引铁钉，地球不用碰到物体也能把它拉下来。按是否需要接触分类，能帮助我们更清楚地认识各种力。

问 2：力可以改变物体的运动状态，具体表现在哪些方面（教材）

答：力可以使静止的物体运动起来，也可以使运动的物体停下来；可以改变物体运动的快慢（加速或减速），也可以改变物体运动的方向。例如：脚踢球使静止的球飞出（由静到动）；守门员接住球使球停下（由动到静）；用力拉小车使小车越来越快（改变快慢）；在滚动钢珠旁放磁铁使钢珠偏转（改变方向）。

问 3：怎样研究"拉力大小"对小车运动快慢的影响（教材）

答：做法是：用同一辆小车，让它每次都从同一位置出发，分别用小、中、大不同大小的拉力拉动它，测量它通过相同距离所用的时间。实验表明：拉力越大，小车通过相同距离所用的时间越短，运动得越快。实验中要用控制变量法：小车相同、出发点相同、通过的距离相同、接触面相同，只改变拉力的大小；还要注意多测几次，取可靠的数据。

问 4：怎样用磁铁证明"力能改变物体的运动方向"（教材）

答：先让钢珠从斜面上滚下，在光滑平面上它会沿直线滚动；然后在钢珠前进路线的旁边放一块磁铁，可以看到钢珠不再沿直线前进，而是向磁铁一侧偏转，路线变弯了。这说明磁铁对钢珠的吸引力改变了钢珠的运动方向。把磁铁换到另一侧，钢珠会向另一侧偏转，进一步证明运动方向的改变是由力的方向决定的。

问 5：磁铁吸引和排斥滚动的钢珠时，钢珠的快慢会怎样变化（教材）

答：把磁铁放在钢珠前进方向的前方吸引它，钢珠受到与运动方向相同的磁力，会加速前进；把磁铁放在钢珠后方、用同名磁极排斥它时，推力向前也会使钢珠加速；若磁力的方向与钢珠运动方向相反（如在后方吸引、在前方排斥），钢珠就会减速。可见力的方向与运动方向相同时物体加速，相反时物体减速。

问 6：亚里士多德和伽利略对"物体下落快慢"的看法有什么不同（教材）

答：亚里士多德认为：物体越重，下落得越快；物体越轻，下落得越慢。伽利略通过斜面实验并进行科学推理，指出这个观点是错误的，物体下落的快慢与它的重量无关，在没有空气阻力时，轻重不同的物体从同一高度同时释放会同时落地。伽利略重视实验和推理相结合的研究方法，这正是科学研究的重要方法。

问 7：为什么在空气中轻重不同的小球下落时，重的会略先落地？在真空中会怎样（教材）

答：在空气中，物体下落时要受到空气阻力，轻的球受到的空气阻力相对它自身的重力影响更明显，所以下落得略慢一些，重的球会略先落地。如果把空气抽掉，做成真空环境，就没有空气阻力的干扰，轻重不同的小球从同一高度同时释放，会同时落地。这个对比实验说明：物体下落快慢与重量无关，空气阻力是造成差异的外界原因。

问 8：牛顿有哪些重要的贡献？重力是怎样产生的（教材）

答：牛顿发现了万有引力：宇宙中任何两个物体之间都存在相互吸引的力，物体质量越大、距离越近，引力越大；他还总结提出了运动的三大定律，为后人研究力与运动奠定了基础。我们身边的重力，来自地球对物体的吸引，所以重力的方向总是竖直向下的，抛出的石块会落回地面、水会往低处流。

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：举几个例子说明"力能改变物体的运动状态"（教材）

答：①足球场上，运动员用力踢球，静止的足球飞出去，力使它由静止变为运动；②守门员把球接住，飞来的球停下来，力使它由运动变为静止；③用力蹬自行车，车速越来越快，力改变了运动的快慢；④在滚动的钢珠旁放磁铁，钢珠转弯，力改变了运动的方向。这些例子说明：力能改变物体运动的快慢和方向。

问 2：同一辆小车，用较小的力和较大的力拉它，运动情况有什么不同（教材）

答：用较小的力拉，小车起动慢、通过相同距离所用的时间长，运动得慢；用较大的力拉，小车起动快、通过相同距离所用的时间短，运动得快。也就是说，拉力越大，小车运动得越快，加速越明显。实验中要保持小车相同、起点相同、距离相同，只改变拉力的大小，这样的比较才公平。

问 3：如果没有重力，世界会变成什么样（教材）

答：如果没有重力，物体会飘在空中，抛出去的东西不会落回地面；水不会往低处流，也不会有河流和瀑布；人站不住，轻轻一蹬就会飘起来；大气会散逸到空中，人无法呼吸。总之，我们熟悉的一切"向下落"的现象都会消失，地球上的生命也难以存在。可见重力对我们非常重要。

问 4：卫星为什么能绕着地球飞行而不会掉下来，也不会飞走（教材）

答：地球对卫星有吸引力（重力），这个力一直把卫星往地球方向拉，使卫星不断改变运动方向，沿弯曲的轨道绕地球运动，这个力起到了"向心力"的作用；同时卫星以很大的速度运动，正是这个速度使它不会直接落回地面。也就是说，是地球的引力和卫星自身的运动速度共同决定了卫星绕地球飞行的轨道。这也说明：力能改变物体的运动方向，而不一定改变运动距离。

第四单元 简单机械

第13课 撬重物的窍门

一、重要知识点（教师参考）

1. 杠杆——能绕固定点转动的硬棒

在力的作用下能绕一个固定点转动的硬棒叫杠杆（教材）。生活中的撬棍、开瓶器、剪刀、镊子、天平、跷跷板，本质上都是杠杆。杠杆不一定是直的，也不一定是细长的，只要满足"在力的作用下绕固定点转动"这个条件，就可以看成杠杆。它是人们在生产和生活中最早使用的简单机械之一。

2. 杠杆的三个关键点——支点、动力点、阻力点

杠杆上有三个重要的点：杠杆绕着转动的固定点叫支点；使杠杆转动的力（动力）作用的位置叫动力点；阻碍杠杆转动的力（阻力）作用的位置叫阻力点（教材）。从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。分析任何一个杠杆类工具时，都要先找准这三个点和两段臂。

3. 杠杆尺平衡实验——动力×动力臂＝阻力×阻力臂

杠杆尺是中间有支点、两侧有均匀刻度和挂钩的器材。实验时先在支点两侧不同位置挂上数量不同的钩码，调节位置或钩码个数，使杠杆尺在水平位置平衡，再记录"钩码数×格数"。比较两侧数据可以发现：左侧钩码数×格数＝右侧钩码数×格数，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂（教材）。这就是杠杆的平衡条件，也常写成"阻力×阻力臂＝动力×动力臂"。

4. 省力规律——杠杆可以分为省力、费力、等臂三类

比较动力臂和阻力臂的长短，就能判断杠杆是否省力。动力臂大于阻力臂时省力；动力臂小于阻力臂时费力，但省距离（手移动的距离小，另一端移动的距离大，动作更灵巧）；动力臂等于阻力臂时不省力也不费力（教材）。判断时不要凭"样子大小"，而要数杠杆尺上的格数、比较两臂长短。

5. 常见工具的杠杆分析——看支点在哪里

分析工具时要先找支点，再看动力点和阻力点离支点的远近。开瓶器的支点在瓶盖边缘，动力臂长，省力；镊子的支点在两片的连接处，动力点在中间、阻力点在尖端，动力臂短，费力但能精细夹持；独轮车的支点在车轮轴心，重物靠近支点、双手远离支点，省力（教材）。剪刀要分情况：剪铁皮的剪刀动力臂长、阻力臂短，省力；理发剪刀动力臂短、阻力臂长，费力但剪得更细巧；船桨的支点是握在上方的手，水对桨的阻力在下方，动力臂小于阻力臂，费力。

6. 杆秤的制作与刻度——杠杆原理的传统应用

杆秤由秤杆、提纽、秤盘、秤砣组成：木棍做秤杆，一端拴提纽作支点，同端挂秤盘（阻力点），用绳子拴重物做成秤砣（动力点）（教材）。制作时先在秤盘里不放东西、移动秤砣使秤杆水平平衡，标出0刻度，这个刻度叫定盘星；再在盘中放100克、200克、300克的已知重物，分别移动秤砣使秤杆平衡后标出对应刻度。可以发现刻度是均匀的，因为秤砣重量不变，重物越重、秤砣离提纽越远，且距离与物重成正比。杆秤是中国传统的衡器，已有2000多年的历史，《天工开物》中就有记载。古希腊学者阿基米德最早提出了杠杆原理，他说过"给我一个支点，我能撬动地球"，说的就是杠杆可以省力的道理。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是杠杆？判断一个物体是不是杠杆要看什么（教材）

答：在力的作用下能绕一个固定点转动的硬棒叫杠杆。判断时看两点：一是它受到力的作用，二是它能绕一个固定点转动。杠杆不一定非要是笔直的细棒，弯曲的、粗大的物体，只要满足这两个条件都可以看成杠杆，例如剪刀、镊子、跷跷板。

问 2：杠杆上有哪三个关键点？什么是动力臂和阻力臂（教材）

答：杠杆上有三个点：杠杆绕着转动的固定点叫支点，使杠杆转动的力的作用点叫动力点，阻碍杠杆转动的力的作用点叫阻力点。从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。找准这三个点和两段臂，是分析任何杠杆类工具的第一步。

问 3：杠杆尺平衡实验怎样做？能得到什么结论（教材）

答：把杠杆尺调到水平平衡，在支点两侧的不同格数处挂上数量不同的钩码，调节钩码个数或悬挂位置，使杠杆尺重新在水平位置平衡，然后记录两侧的"钩码数×格数"并比较。

结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，也就是两侧的"钩码数×格数"相等。

问 4：怎样判断一个杠杆是省力、费力还是不省力（教材）

答：比较动力臂和阻力臂的长短。动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力。省力杠杆要费距离，费力杠杆能省距离，所以不能只说"省力的杠杆就好"，要看实际需要。

问 5：为什么镊子、筷子、钓鱼竿要做得"费力"

答：这类工具的动力臂小于阻力臂，用起来比较费力，但动力点移动很小的距离，阻力点（尖端、竿梢）就能移动较大的距离，动作更灵巧、更精细。用镊子夹细小物品、用筷子夹菜、用钓鱼竿把鱼迅速提离水面，要的是"灵巧、快速、省距离"，而不是省力，所以做成费力杠杆。

问 6：开瓶器、撬棍为什么能省力？独轮车呢

答：开瓶器以瓶盖边缘为支点，手握的柄很长，动力臂远大于阻力臂，所以很省力；撬棍在小石块（支点）到手这一侧很长，动力臂大于阻力臂，也能省力。独轮车以车轮轴心为支点，重物（阻力点）靠近支点，双手（动力点）离支点远，动力臂大于阻力臂，所以也是省力杠杆。

问 7：怎样用木棍、绳子和重物做一根杆秤？刻度为什么是均匀的（教材）

答：用一根粗细均匀的木棍做秤杆，在一端拴上提纽作支点、挂上秤盘作阻力点，再用绳子拴一小重物做秤砣作动力点。先在空盘时移动秤砣使秤杆水平平衡，标出0刻度（定盘星）；再依次放入100克、200克、300克的已知重物，移动秤砣使秤杆平衡后分别标出刻度。因为秤砣重量固定，重物越重，秤砣就要离提纽越远，而且秤砣移动的距离与物体重量成正比，所以杆秤的刻度是均匀的。

问 8：阿基米德说"给我一个支点，我能撬动地球"，这句话有道理吗

答：从杠杆原理看是有道理的：只要动力臂足够长、远大于阻力臂，用很小的力就能平衡很大的阻力，理论上可以撬起地球那么重的物体。但在实际中做不到，因为找不到那样长的杠杆和那样坚固的支点，动力点要移动的距离也会大得惊人。这句话说明的是"杠杆可以省力"的道理，阿基米德是最早提出杠杆原理的学者。

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：生活中哪些地方用到了杠杆？它们是省力还是费力（教材）

答：省力杠杆有开瓶器、撬棍、核桃夹、铁皮剪、独轮车等，它们的动力臂大于阻力臂；费力杠杆有镊子、筷子、钓鱼竿、船桨、理发剪刀等，它们的动力臂小于阻力臂，虽然费力但省距离、动作更灵巧；不省力也不费力的有天平、跷跷板，它们的动力臂等于阻力臂。

问 2：为什么用撬棍撬重物时，手要握在棍子的一端、支点要尽量靠近重物（教材）

答：手握在棍子一端可以使动力臂尽量长；支点靠近重物可以使阻力臂尽量短。根据"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"，动力臂越长、阻力臂越短，需要的动力就越小，撬起来越省力。所以撬重物时要让支点尽量靠近重物、手尽量握在远端。

问 3：杠杆尺平衡时，两边挂的钩码个数一定相同吗？为什么（教材）

答：不一定相同。杠杆是否平衡取决于"钩码数×格数"（即力×力臂）是否相等，而不是钩码个数是否相等。比如左边第2格挂4个钩码（4×2＝8），右边第4格挂2个钩码（2×4＝8），钩码个数不同，杠杆尺同样能平衡；反之钩码个数相同但格数不同，杠杆反而不平衡。

问 4：杆秤上的"定盘星"（0刻度）是怎样定出来的？秤砣上为什么有的还刻着重量（教材）

答：定盘星是在秤盘里不放任何东西时，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置就是0刻度，把它标出来就是定盘星。这样称东西时从定盘星开始读数，才不会把秤杆、秤盘自身的重量算进去。秤砣上刻着重量，是为了标明这杆秤配套秤砣的质量，秤砣磨损或换错会使称量不准，所以杆秤的秤砣不能随便换。

第14课 拧螺丝的学问

一、重要知识点（教师参考）

1. 轮轴——由轮和轴组成、能绕共同轴线转动的机械

轮轴是由一个大轮和一个小轴固定在一起、能绕共同轴线转动的简单机械（教材）。在大轮上用力带动小轴转动，或者在轴上用力带动轮转动，都是轮轴的工作方式。生活中常见的方向盘、门把手、水龙头旋钮、螺丝刀、辘轳、卷笔刀摇柄，都利用了轮轴。

2. 轮与轴的辨认——看手直接作用在哪一个上

使用轮轴时，要分清哪一个部分是"轮"、哪一个是"轴"，关键看力直接作用在哪一个上。（教材）手握方向盘的外圈、握门把手、握螺丝刀的刀柄，力作用在轮上；用绳子绕在轴上提水、自行车链条带动后轮轴心，力作用在轴上。同一个轮轴，力的作用位置不同，效果也不同。

3. 轮轴平衡实验——轮上的力×轮半径＝轴上的力×轴半径

实验装置由固定在一起的轮和轴组成，轮和轴上都能绕线挂钩码。实验时在轴上挂若干钩码作阻力，在轮上挂钩码作动力，改变钩码个数使轮轴平衡，记录两边"钩码数×半径"。比较数据可以发现：轮上钩码数×轮半径＝轴上钩码数×轴半径（教材）。这与杠杆的平衡条件本质相同，可以把轮轴看成"能连续转动的杠杆"。

4. 省力规律——力作用在轮上省力，且轮越大越省力

因为轮半径大于轴半径，根据平衡条件，轮上需要的力就比轴上的力小，所以力作用在轮上时省力；轮越大（轮半径与轴半径的差距越大），需要的动力越小，即轮越大越省力（教材）。反过来，力作用在轴上时费力，但轮转过的距离大、速度快，例如自行车后轮由链条带动轴心转动，轮子边缘走得又快又远。

5. 生活中的轮轴应用——越大越省力越方便

汽车方向盘做成很大的圆盘，转动时很轻巧；门把手、水龙头旋钮做得较粗，拧起来省力；螺丝刀的刀柄越粗，拧螺丝越省力，刀杆是轴；辘轳通过摇柄（相当于轮）带动细轴卷绳提水，很省力；自行车脚踏板连同牙盘也是轮轴，脚蹬在离轴心较远处，蹬起来省力（教材）。选用这些工具时，人们都是把力作用在"轮"上，从而获得省力的效果。

6. 轮轴的历史——古代劳动人民的智慧

轮轴在我国应用很早，辘轳就是典型的古代轮轴，用来从井里提水。《天工开物》中记载了辘轳、风车、水排等利用轮轴原理的器械（教材）。这些发明说明：只要把力作用在半径较大的轮上，就能用较小的力完成繁重的工作，这正是简单机械带给人类的重要帮助。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是轮轴？它由哪几部分组成（教材）

答：轮轴是由一个较大的轮和一个较小的轴固定在一起、能绕共同轴线转动的简单机械。轮和轴必须固定在一起同步转动，否则就只是两个独立的轮子。方向盘、门把手、水龙头、螺丝刀、辘轳等都是轮轴的应用。

问 2：轮轴平衡实验怎么做？能得到什么结论（教材）

答：把轮和轴固定在同一根轴上，分别在轮上和轴上绕线挂钩码。先在轴上挂一定数量的钩码作阻力，再在轮上挂钩码作动力，调节钩码个数使轮轴刚好平衡（静止不动也不自行转动），记录两边的钩码数和轮、轴半径，算出"钩码数×半径"进行比较。结论：轮轴平衡时，轮上钩码数×轮半径＝轴上钩码数×轴半径。

问 3：为什么力作用在轮上时轮轴省力（教材）

答：因为轮半径大于轴半径。由平衡条件"轮上的力×轮半径＝轴上的力×轴半径"可知，半径越大，所需要的力就越小，所以作用在轮上的动力要比作用在轴上的阻力小，也就是省力。轮半径与轴半径相差越大，省力效果越明显。

问 4：轮轴的轮越大越省力吗？为什么门把手、螺丝刀柄做得比较粗

答：是的。在轴上阻力不变时，轮半径越大，"轮上的力×轮半径"中的力就可以越小，所以轮越大越省力。门把手、水龙头旋钮、螺丝刀刀柄都相当于"轮"，做得粗一些就是增大轮半径，使人用较小的握力就能产生较大的转动效果，拧起来更轻松。

问 5：力作用在轴上会怎样？自行车后轮属于哪种情况

答：力作用在轴上时，轴半径小于轮半径，需要的动力大于阻力，所以费力；但轮边缘在相同时间内转过的距离更长，所以省距离、速度快。自行车就是典型例子：链条带动的是后轮的轴（轴心），力作用在轴上，所以比较费力，但后轮边缘（轮）走得很远、车跑得很快。

问 6：螺丝刀拧螺丝时，哪个是轮、哪个是轴？刀柄粗细有什么影响（教材）

答：螺丝刀的粗刀柄是轮，细刀杆是轴，手握在刀柄上用力，力作用在轮上，所以省力。刀柄越粗（轮半径越大），拧同样的螺丝需要的力越小，越省力；刀柄太细时轮半径小，省力效果差，手会感觉拧不动、甚至磨手。

问 7：轮轴和杠杆有什么联系与区别

答：联系：轮轴本质上是一个能连续转动的杠杆，支点就是共同的轴心，动力臂相当于轮半径，阻力臂相当于轴半径，两者都遵循"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"的关系，动力臂（轮半径）大于阻力臂（轴半径）时就省力。区别：杠杆只能在有限的角度内转动，轮轴可以一圈一圈不停地转动，适合需要连续转动的工作，如提水、拧螺丝、转向。

问 8：生活中还有哪些轮轴？它们各属于哪种用力方式

答：

三、教材思考问答题（含参考答案）

问 1：螺丝刀、方向盘、门把手、水龙头在结构上有什么共同点（教材）

答：它们都由一个大轮和一个小轴固定在一起组成，都能绕共同的轴线转动，都属于轮轴。使用时人的力都作用在较大的"轮"上，由轮带动较小的"轴"转动，因此可以省力。

问 2：为什么大轮带动小轴省力，小轴带动大轮费力（教材）

答：轮轴平衡时满足"轮上的力×轮半径＝轴上的力×轴半径"。大轮带动小轴时，力作用在半径大的轮上，所需的力就小于轴上的阻力，所以省力；小轴带动大轮时，力作用在半径小的轴上，所需的力大于轮上的阻力，所以费力，但轮边缘走得更快、更远。

问 3：辘轳提水时，为什么摇柄要做得长一些（教材）

答：辘轳的摇柄相当于轮，摇柄越长，就等于轮半径越大。由"轮上的力×轮半径＝轴上的力×轴半径"可知，在水桶重量（轴上的阻力）一定时，轮半径越大，手上需要的力越小。所以摇柄做得长一些，提水时更省力，但手要走的路程也更长。

问 4：《天工开物》中记载了哪些利用轮轴原理的器械？说明了什么（教材）

答：《天工开物》中记载了辘轳、风车、水排等器械，它们都利用了轮轴原理。这说明我国古代劳动人民很早就认识并运用了"大轮带动小轴可以省力"的规律，用简单机械减轻了劳动强度、提高了生产效率，体现了古代劳动人民的智慧。

第15课 升旗的方法

一、重要知识点（教师参考）

1. 滑轮——周边有槽、能绕轴转动的轮子

滑轮是周边有槽、能绕轴转动的轮子，槽用来安放绳子，使它不容易滑脱（教材）。滑轮常与绳子配合使用来提升重物。按使用时轴是否移动，滑轮分为定滑轮和动滑轮两类，把它们组合起来使用就是滑轮组。

2. 定滑轮——轴固定不动，能改变力的方向但不省力

使用时轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮，如旗杆顶部的滑轮（教材）。实验时用弹簧测力计通过定滑轮匀速提升重物，测力计读数约等于重物的重量，说明定滑轮不省力；但人向下拉绳子、重物却向上运动，说明定滑轮可以改变力的方向，使人站在地面上就能把物体提到高处。定滑轮相当于一个等臂杠杆，支点在轴心，动力臂和阻力臂都等于轮半径。

3. 动滑轮——轴随重物移动，能省一半力但不改变方向

使用时轴的位置随重物一起移动的滑轮叫动滑轮（教材）。实验时把重物挂在动滑轮的轴上，绳子一端固定、另一端用弹簧测力计竖直向上匀速拉，测力计读数约等于重物重量的一半，说明动滑轮能省一半的力；但拉力方向向上、重物也向上运动，说明它不能改变力的方向，而且测力计（绳子自由端）移动的距离是重物上升距离的2倍，即费距离。动滑轮相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。

4. 滑轮组——既省力又能改变力的方向

把定滑轮和动滑轮组合在一起使用，就构成滑轮组（教材）。滑轮组既可以利用动滑轮省力，又可以利用定滑轮改变力的方向，方便人在地面上向下用力。滑轮组省力的多少取决于承担重物的绳子段数：动滑轮被几段绳子吊着，提起重物所需的力大约就是物重的几分之一；绳子段数越多越省力，但拉绳的距离也越长。

5. 滑轮在生活中的应用——根据需要选择

升旗时，旗杆顶部装的是定滑轮，人站在地面上向下拉绳，国旗就向上升，利用的是它能改变力的方向（教材）。起重机、电梯、建筑工地上的升降机使用滑轮组，目的是省力，把很重的物体提起来。窗帘轨道、晾衣架的升降装置常用定滑轮，为的是改变方向、方便操作。选用哪种滑轮，要看实际需要的是"改变方向"还是"省力"。

6. 自行车上的简单机械——多种机械的组合

一辆自行车上集中了多种简单机械：车把和脚踏板（连同牙盘）是轮轴，手和脚都作用在半径较大的"轮"上，所以转向和蹬车都比较省力；车闸（刹车把手）是杠杆，支点在把手轴上，手指握的地方动力臂长，能省力地拉动刹车线（教材）。这说明简单机械常常组合在一起使用，让工具更好用。

二、实验探究类知识点问答

问 1：什么是滑轮？定滑轮和动滑轮有什么区别（教材）

答：滑轮是周边有槽、能绕轴转动的轮子。区别在使用时轴是否移动：轴的位置固定不动的叫定滑轮，轴的位置随重物一起移动的叫动滑轮。定滑轮不省力但能改变力的方向，动滑轮能省一半力但不能改变方向且费距离。

问 2：定滑轮实验怎么做？说明了什么（教材）

答：把定滑轮固定在铁架台上，绳子绕过滑轮槽，一端挂重物，另一端挂弹簧测力计；用测力计匀速向下拉动，读出拉力大小，并与重物重量比较；同时观察拉力方向和重物运动方向。

结论：定滑轮不省力，但能改变力的方向，使人可以向下用力把重物提上去。

问 3：动滑轮实验怎么做？说明了什么（教材）

答：把重物挂在动滑轮的轴上，把绳子的一端固定在上方，另一端绕过动滑轮后用弹簧测力计竖直向上匀速拉动，读出拉力大小，同时用尺子测出重物上升的距离和测力计（绳子自由端）移动的距离。

结论：动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向，而且要多移动一倍的距离（费距离）。

问 4：动滑轮为什么能省一半的力？为什么说它费距离

答：动滑轮提升重物时，重物由两段绳子共同承担，每段绳子只承担一半的重量，所以拉力约为物重的一半，这是它能省力的原因。但正是这两段绳子都要跟着缩短，物体上升1米时，两段绳子各要缩短1米，所以绳子自由端要拉过2米，即费了一倍的距离。省力和费距离是同时出现的。

问 5：什么是滑轮组？它有什么好处（教材）