大象版5年级科学下册高清教材_全部版本•小学科学电子课本_大象版小学科学电子课本

科科 学学 义务教育教科书 五年级下册 河南教育报刊社 编写 ·郑州·写给同学们的话 我们在好奇心驱使下，通过观察和实验能够获取一定的科学事实。然而，要 揭开事实背后隐藏的奥秘，还需要理性思维的帮助。 理性思维是透过现象看本质的过程。具体地说，理性思维就是利用自己所 学的知识，根据掌握的科学事实，运用分析、比较、推理、概括等方法得出关于事 物本质的结论，如事物的结构及其各部分的功能、事物各部分之间或事物之间的 相互关系、事物发展变化的规律及其原因等。 比如说，我们在研究影子的成因时，通过分析手电筒、物体和光屏在影子形 成过程中的作用，比较并概括透明物体和不透明物体放在手电筒和光屏之间时 发生的不同现象，最后得出结论“行进中的光被阻挡时，就形成了阻挡物的阴 影”。没有这些理性思维的过程，我们就不能从实验现象得出探究结论。将这个 结论作为一个新的前提，我们还可以推理出一些新的结论，比如“不透明的铅笔 在光照中能够形成阴影”。 驱使我们探索自然的好奇心是科学研究的原始动力，而实证意识和理性思 维是科学精神最为根本的特征。 同学们，让我们和探探、究究、奇奇、妙妙一起，走进科学课堂，去揭示大自然 中更多的奥秘吧！ 中国科学院院士 探探 究究 奇奇 妙妙目录 准备单元 雪地上的“足迹”…………………………………………… 1 第一单元 探寻光的路线 ……………………………………………… 4 光从哪里来 ……………………………………………………… 1 5 光的传播路线 …………………………………………………… 2 8 光的反射 ……………………………………………………… 3 10 光线与视觉 …………………………………………………… 4 12 阳光里的色彩 ………………………………………………… 5 14 第二单元 能 量 ……………………………………………………… 16 电磁铁 ………………………………………………………… 1 17 电动机 ………………………………………………………… 2 20 万能的电 ……………………………………………………… 3 22 电从哪里来 …………………………………………………… 4 24 能量大转盘 …………………………………………………… 5 26 第三单元 转动的地球………………………………………………… 28 昼夜交替 ……………………………………………………… 1 29 谁先看到日出 ………………………………………………… 2 31 变化的影长 …………………………………………………… 3 33 四季的变化 …………………………………………………… 4 35 四季的成因 …………………………………………………… 5 37 第四单元 食物与能量………………………………………………… 39 我们需要食物 ………………………………………………… 1 40 动物的食物 …………………………………………………… 2 42 植物的“食物” ………………………………………………… 3 44 食物链 ………………………………………………………… 4 46 生态平衡 ……………………………………………………… 5 48 第五单元 大自然里的老师…………………………………………… 51 苍耳的启示 …………………………………………………… 1 52 鸟和飞机 ……………………………………………………… 2 54 空投包的仿生原型 …………………………………………… 3 56 防震原理研究 ………………………………………………… 4 58 我们的空投包 ………………………………………………… 5 60 反思单元 仰望星空的人……………………………………………… 62准备单元 雪地上的“足迹” 看，你的运动鞋已 为什么你踩在滑雪板上 经完全陷入雪地里了！ 就不会陷入雪地呢？ 猜想假设 人站在雪地上的凹陷程度与什么因素有关？请发表自己的看法，并说 明理由。 我觉得奇奇会陷入 妙妙踩在滑雪板上， 雪中，因为奇奇比较重。 滑雪板面积比较大，不容 易陷入雪中。 把我们的猜想和 假设都记录下来吧！ 姓名 假设 依据 探探 与雪地接触的面积有关 我骑过沙滩自行车，它的轮胎比较宽 我和爸爸都坐在一样的沙发上，沙发凹陷 究究 与重力大小有关 的程度不一样 …… 1制订计划 我们的假设是否正确？请设计一个模拟实验来验证自己的观点。 我们可以用海 可以用控制变 绵来模拟雪地…… 量法来做这个实验。 材料超市 ·海绵 ·小桌子 ·尺子 海绵凹陷程度与压力大小的关系实验方案 …… 海绵凹陷程度与接触面积大小的关系实验方案 我们提出的问题： 海绵的凹陷程度与接触面积大小有关吗？ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 我们的假设： 我们把小桌子对海绵 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 压力相同的情况下，接触面积越小，凹陷越深。 一竖一一直一一向一一下一一的一一作一一用一一力一一称一一为一一压一一力一一，一一一 需要的器材：海绵、小桌子、尺子。 一小一一桌一一子一一稳一一定一一后一一产一一生一一的一一压一一力一一大一一一一一 实验方法：控制变量法。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 小与它的重力大小相等。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 相同条件：小桌子、同一种海绵。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 不同条件：小桌子与海绵的接触面积。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 实验步骤： 一一一一 一一一一 分别测量海绵和小桌子的高度，并计算出高 一一一一 1. 度总和 ; 将小桌子按照下图的方式放在海绵上，分别 2. 测出总的高度； 计算出步骤 和步骤 的差值，即为凹陷程 3. 1 2 度。比较这两种摆放方式凹陷程度的差异。 2搜集证据 记录实验数据时， 根据我们制订的计划进行实验，记录实验数据。 我们要注意些什么？ 海绵凹陷程度与压力大小的关系实验记录表 探探组 海绵凹陷程度与接触面积大小的关系实验记录表 海绵和桌子状态 高度数值（cm） 凹陷程度（cm） 探探组 不接触时高度总和 40 海绵和小桌子的状态 高度数值（厘米） 凹陷程度（厘米） 桌面与海绵接触面大时 37 3 不接触时高度总和 13 0 桌腿与海绵接触面小时 31 9 桌面与海绵接触时 12 1 桌腿与海绵接触时 11 2 分析以上实验数据，我们能得出什么结论？ 压力大小相同时，受力面积越大，凹陷程度越小；受力面积越小，凹陷程 度越大。 受力面积相同时，压力越大，凹陷程度越大；压力越小，凹陷程度越小。 反 思 想一想，我们是如何制订单一变量的实验方案的？需要注意些什么？ 我们用实验的方法搜集了证据，还有其他方法吗？和同学们分享一下。 一一一一一一一一一一一一一一一一 我知道搜集证据的 一一一一一一一一一一一一一一一一 请注意，用控制变量法 …… 方法还有调查法、查找资 一一一一一一一一一一一一一一一一 时，一次只能改变一个因 一一一一一一一一一一一一一一一一 料法、实地考察法…… 素，其他因素要保持不变。 一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 一一一一一一一一 一一一一 3第一单元 探寻光的路线1 光从哪里来 都 有 哪 些 如果没有光，我 物体能发光呢？ 们将什么都看不见！ 搜集证据 寻找“发光”的物体 我们都知道哪些能够“发光”的物体？ 5处理信息 这些物体哪些是能够自己发光的？哪些不是？对它们进行分类并说 一说理由。 物体名称 是否自己发光 太阳 是 月亮 不是 萤火虫 是 …… 自己能够发光并且正在发光的物体称作光源。 我们找到了哪些光源？试着按照一定的标准给它们分类。 自然光源 人造光源 太阳…… 电灯…… 搜集证据 了解人造光源发展史 为了满足生活需要，人类发明了各种各样的人造光源。随着科技的发 展，人造光源也在不断发展。收集人类利用光源的资料，与大家交流分享。 6得出结论 这些光源都是怎样发光的？它们有哪些相同之处？ 光源名称 发光方法 能量的来源 油灯 燃烧 化学能 台灯 通电 电能 …… 光源发光都会 消耗一定的能量！ 光是一种能量形式，光源能够把其他形式的能量转化成光能来发光。 拓展活动 灯的发展史 梳理大家收集到的光源资料，编写一份关于人类照明技术发展史的手 抄报。 光明的步伐 灯 LED 荧光灯 白炽灯 蜡烛/油灯 篝火 72 光的传播路线 猜想假设 光是怎样传播的？联系生活中看到的光现象，提出自己的假设。 你看，手一动， 我发现影子、手和光 难 道 光 是 手影就会跟着动！ 源总是在同一直线上！ 沿直线传播的？ 制订计划 光真的是沿直线传播的吗？设计实验来验证这一假设。 我曾经在有烟雾的 我们制造 地方看到过光线…… 点烟雾来观察！ 我还有一 我们需要一束光 个办法…… 线，可怎样才能看到 它经过的路线呢？ 光的传播路线实验方案 光的传播路线实验方案 实验目的：验证光是沿直线传播的。 实验器材：激光笔、线香…… 实验方法和步骤： 1.用线香制造一些烟雾。 2.用激光笔（或手电筒）向烟雾中投 射一束光线。 3.观察光束是不是直线…… 8材料超市 实验 ·激光笔 ·玻璃箱 根据自己设计的方案进行实验，来验证自己的假设。 ·线香 ·火柴 ·夹子 ·纸板 …… 得出结论 安全提示 实验证明了光的传播具有怎样的特性？能用它来解释影子形成的原 因吗？ 使用激光 这也是为什么光能 笔时，千万不 我们的实验都证 被物体挡住而形成影子 要照射人的眼 明光是沿直线传播的。 的原因。 睛、皮肤等，以 免产生危害。 光在空气中沿直线传播。行进中的光被阻挡时，就形成了阻挡物的 阴影。 拓展活动 小孔成像实验 早在2000多年前，我国古代科学家墨子就发现了光是沿直线传播的。 他曾在房间朝阳的墙壁上开了一个小孔，让一个人对着小孔站在屋外，屋 内相对应的墙上便出现了倒立的人像，这便是有趣的“小孔成像”现象。 墨子（约 小孔真的能够成像吗？设计实验观察小孔成像现象并解释其中的 公 元 前 468 原理。 年 —公元前 376年），名翟， 我国春秋战国 时期著名的哲 学家、科学家。 93 光的反射 光不是沿 太阳明明在南 直线传播吗？ 我知道这是 边，阳光怎么从北边 光的反射现象。 照进来了？ 光是从北边大楼 的玻璃幕墙射过来的。 制订计划 光的反射是怎么回事呢？设计实验研究一下吧。 我认为玻璃幕墙就 像镜子一样，我们用镜子 其他物体也 来做个实验吧！ 能反射光吗？ 我想知道怎么改 变光传播的方向…… 光的反射实验方案 我们的假设：平面镜能反射光，从而改变光的传播路线。 实验器材：激光笔、平面镜、光学演示箱、纸板…… 实验方法和步骤： 1.把光照在平面镜上，观察光的传播路线有没有发生变化。 2.调整光束与镜子的位置和角度，注意观察光的传播路线有没有 发生变化。 3.用不同的材料代替平面镜，看看是否也能反射光。 10实验 材料超市 ·光学演示箱 根据自己的方案进行实验，描述实验现象。 ·平面镜 1.把一束光线射在光学演示箱 ·激光笔 中的平面镜上，观察光的传播路线。 ·纸板 2.改变光束与镜子的角度，再次 ·木板 观察光的传播路线。 ·线香 ·火柴 …… 3.用不同的材料 代替平面镜，看看是 否也能够反射光。 得出结论 实验中我们观察到哪些现象？和同学们交流自己的发现并得出结论。 通过实验，我们发现不 我们还发现 仅镜子能反射光，而且一般 镜子能成像…… 的物体也都会反射光。 光在空气中沿直线传播，遇到物体时会发生反射，从而改变光的传播方向。 阅读 一束平行光照射到平面镜上，由于镜面光滑平整，所以会沿着同一个 方向反射出去，这种反射被称为镜面反射。一般物体的表面并没有镜面那 样光滑平整，光照射在上面时被反射到各个方向，这种反射被称为漫反 射。我们之所以能够从多个角度看到这些本身不发光的物体，就是因为它 们在光源的照射下发生了漫反射。 镜面反射 漫反射 114 光线与视觉 猜想假设 思考接力 我们在什么情况下才能看见物体？ 联系实际生活，交流自己的观点。 黑暗环境下，我们什么 我们能够看到点燃的蜡 也看不见，是因为…… 烛，是因为…… 当蜡烛被物体挡住时， 通过镜子，我们能看到遮 我们看不到它，是因为…… 挡物后面的蜡烛，是因为…… 我们能够看到蜡烛照亮 明明有光线照到黑板 材料超市 的人脸，是因为…… 上，我们却看不清黑板上的 字，是因为…… ·手电筒 ·镜子 事实证据 …… 设计实验，演示上面的现象并解释自己的观点。 物体发出或反 安全提示 射的光进入我们眼 不要使手 睛里才行…… 电筒发出的光 和镜子反射的 光直接进入自 手电筒的光明明 己或别人的眼 照到镜子上了，我怎么 睛。 看不到镜子上有光？ 12处理信息 画出从光源到物体，再从物体到人眼的光线示意图，解释人眼看到物 体的过程。 眼睛是感觉光的器官。光源发出的光或者物体反射的光进入我们的 眼睛，都能使我们看到光源或该物体。 设计制作 制作潜望镜 平面镜能够把其他物体发出或反射的光保持 原有的状态反射到我们的眼睛里，所以我们能借助 平面镜看到被遮挡的物体。潜望镜就是这样一种 装置。做一个潜望镜模型玩一玩，说一说潜望镜的 工作原理。 材料超市 ·长方形纸盒 ·平面镜 ·小刀 ·双面胶 把一只牛奶盒（或其他长方 在接近盒子上部割开一个 1. 2. …… 体纸盒）的顶部纸板割去。 方洞。 安全提示 使 用 小 刀时要注意 在方洞对面、盒子的另一 把两面小镜子都成 角固 安全！ 3. 4. 45° 端接近底部处割开另一个方洞。 定在纸盒两端，并使镜面相对。 135 阳光里的色彩 猜想假设 为什么雨后 会出现彩虹呢？ 真美呀！ 真是这样的 吗？我们自己也试 试制造彩虹吧。 因为雨后空气中有雾气，阳 光照在雾气中就能形成彩虹…… 制订计划 怎样才能制造出人工彩虹呢？小组商议，设计人工彩虹实验。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 还需要 我们可以用 一一一一一我一一们一一的一一观一一察一一一一一一一 有阳光！ 喷雾器制造水雾。 一角一一度一一也一一很一一重一一要一一！一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一 一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 实验 制造人工彩虹 阳光明明是没有 材料超市 颜色的，这么多颜色 是从哪里来的呢？ ·喷雾器 真 的 出 …… 现了彩虹！ 14搜集证据 为什么没有颜色的阳光经过水雾后会出现很多颜色呢？查阅资料，搜 寻需要的答案。 1666年，英国科学家牛 顿让一束阳光通过三棱镜， 发现阳光被分解成了几种 颜色的光。 实验 三棱镜色散实验 材料超市 模仿牛顿的方法做三棱镜色散实验，让一束阳光通过三棱镜，观察并 ·三棱镜 描述实验现象。 …… 太阳光是由多种颜色的光组成的。太阳光通过三棱镜后会被分解成 材料超市 多种颜色的光。 ·硬纸板 雨过天晴，天空中很多小水珠也能把太阳光分解成多种颜色的光，这 ·圆规 ·剪刀 样就形成了彩虹。我们平时能看到不同颜色的物体，是因为这些物体只反 ·铅笔 射或透射了某些颜色的光。 ·彩色颜料 …… 七彩陀螺 拓展活动 做一个赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的 七彩陀螺，快速旋转陀螺后，观察它的 安全提示 颜色变化，并解释这种变化的原因。 使用剪刀 要小心。 15第二单元 能 量1 电磁铁 小贴士 探探到工厂参观，看到电磁起重机能 轻而易举地吸起和放下很重的铁块，感到 1820年4月 很神奇。工人叔叔告诉她，电磁起重机的 的一天，丹麦 科学家奥斯特 秘密就是它里面有一个缠绕在铁芯上的导 无意中让通电 电线圈。 的导线靠近指 南针，他突然 发现指南针发 猜想假设 生了偏转。随 后他又做了大 电磁起重机为什么既能吸起铁块，又能放下铁块？提出自己的假设。 量实验都是如 可是它为什么能 既 然 叫 电 此，由此发现 它能吸起铁 自动放下铁块呢？磁 磁起重机，一定 了 电 生 磁 现 块，一定是有磁性。 铁可不能…… 和电有关…… 象! 材料超市 难道缠绕在铁芯 ·电池 上的导电线圈通电后 ·导线 有磁性，断电后…… ·铁钉 ·漆包线 …… 设计制作 做一个电磁铁 这种由铁芯和缠绕在铁芯上的导电线圈组成的装置叫电磁铁。做一 小贴士 个简易电磁铁，试一试它是否真的通电后具有磁性，断电后磁性消失。 在铁钉 ① 上用漆包线缠 绕50~100圈即 可。 因为用 ② 的导线较短， 这个电磁铁耗 电较多，不要 长时间通电。 17游戏 “钓鱼”比赛 用自己制作的电磁铁把“池塘”里的铁制“小鱼”钓到自己的“鱼篓”里， 看一分钟内谁钓得最多。 为什么我的电磁 通电了，它就 铁吸不起大点的“鱼”？ 能把“小鱼”钓出 来，断电了就…… 电可以让用电器工作，说明电具有能量，我们把这种能量叫作电能。电磁 铁通电后产生了磁性，把电能转化为了磁能，就能够把铁质物体吸起来了。 猜想假设 为什么电磁铁的磁性强弱不同？电磁铁的磁性与哪些因素有关？请 提出自己的猜想。 我觉得导电线圈要 我觉得电流大 多缠绕一些吸力就大。 …… 一些它就吸得多。 18计划组织 我们的假设正确吗？设计一个控制变量实验来验证自己的假设。 电磁铁磁性相关因素研究计划（二） 我们的假设：电磁铁磁性与导电线圈匝数有关。 这个实验中，只改变线圈扎数，应保证电流强弱、铁钉粗细等其他条件不变。 电磁铁磁性相关因素研究计划（一） 我们的假设：线电圈磁数铁量磁性与电电池流节大数小有关吸。起的大头针 实验设计：实验中，只改变电流大小，保持导电线圈匝数、铁钉长度和 10圈 1节 粗细等其他条件均不变。 实验器材：……30圈 1节 实验步骤：…… 导电线圈匝数 电池节数 吸起的大头针数量 100 1 材料超市 100 2 ·电池 ·电池盒 ·开关 ·铁钉 实验 ·导线 ·漆包线 根据自己设计的实验方案进行实验，并交流实验结果，得出结论。 ·大头针 …… 当电磁铁的导电线圈 当电池节数一定时，电 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 匝数一定时，用的电池越 磁铁的导电线圈匝数越多，电 一一一一一一一我一一们一一一一的一一一一一一一 多，电磁铁吸起的大头针 磁铁吸起的大头针就越多。 一一一 研 一一 究 一一 用 一一 了 一一 什 一一 么 一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 就越多。 方法？怎样才 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一能一一得一一出一一正一一确一一的一一一一一一一 一一一结一一论一一？一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 通过实验发现，当电磁铁的导电线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流 越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁的导电线圈匝数越多，电 磁铁的磁性越强。 192 电动机 电动机是改变世界的伟大发明之一。小到电动玩具，大到火车轮船， 小贴士 都会用到它。 最好选用 无法修好的玩 猜想假设 具 中 的 电 动 机。拆解电动 为什么电动机通电后会转动呢？观察电动机的内部结构，提出自己的 机 的 难 度 较 假设。 大，要谨慎拆 我们知道了导电线圈 解，以防损坏。 里面有磁铁 通电后会产生磁性，应该 拆解电动 和导电线圈…… 是它和磁铁相互作用…… 机时，会用到 螺丝刀等尖锐 工具，要注意 安全。如果有 困难，可请老 师帮助。 实验 实际使用的电动机结构比较复杂。我们做一个简易电动机来观察它 能否在通电后持续转动。 导电线圈 轴 制作步骤 磁铁 材料超市 金属支架 1.把漆包线缠绕成一个10圈 左右的矩形导电线圈。漆包线的 ·一根 200 厘 两端从矩形短边中间引出做轴，把 米长的漆包线 一端的漆全部刮掉，另一端的漆刮 ·两根10厘米 去半面。 长的铜丝 2.用两根铜丝做支架。把支 ·小磁铁 架固定在木板上，把线圈架在支架 ·电池 导电线圈两端刮漆要领图示 上。 ·开关 3.在支架下方，放一块磁铁。 3cm 3cm …… 4.按照图示连好电源和开关。 导电线圈 5.闭合开关，旋转一下导电线 圈…… 导电线圈两端截面 导电线圈通电后有了磁性，并在磁铁磁力的作用下转动起来，从而将 电能转化成了动能。 20设计制作 用小电动机做个电风扇 给小电动机接上 材料超市 电池和开关…… 用硬纸片做 个扇叶，装到电 ·小电动机 动机上…… ·几根导线 ·木架 ·干电池 ·开关 ·硬纸片 …… 得出结论 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 风能就是 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 根据实验和制作过程，交流并总结电风扇工作时能量是怎样转化的。 一空一一气一一的一一动一一能一一。一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 小电动机把电 风扇的动能 一一一一一一一一 能转化成了动能。 转化成了风能…… 一一一一 电动机通电后转动，能够把电能转化为动能。 拓展活动 电动机的用途非常广泛。找一找，社区、学校和家里哪些机器用到了 电动机？ 电动汽车 扫地机器人 洗衣机 213 万能的电 用电器是用电“工作”的机器。通电“工作”后，它就能把电能转化为其 他形式的能。 小贴士 在电路中 搜集证据 使用电能进行 工作的装置叫 观察生活中的各种用电器，说一说它们都把电能转化成了什么能。 用电器（简称 电器）。如电灯、 电视、电风扇 等。 用电器在 工作时把电能 转化为其他形 式的能。例如， 电炉把电能转 电热水壶 手电筒 收音机 化为热能；电 动机把电能转 化为机械能； 等等。 电视机 红外取暖器 节能灯 万能的电调查表 用电器名称 用途 把电能转化成的能量 电热水壶 烧水 热能 手电筒 照明 光能 电视机 娱乐 声能、光能 …… 自然界中存在多种能量表现形式。除了电能和磁能，还有声能、光能、 热能、动能等。 形形色色的用电器，可以方便地将电能转化为其他多种能量形式，以 满足人们的生产和生活需要。因此，电能是最方便使用的能量形式之一。 22表达交流 各种各样的用电器满足了我们方方面面的需要。设法了解在这些用 电器发明之前，人们是利用什么工具满足生产生活需要的。这些工具分别 利用了哪些能量形式？这些能量形式与电能相比各有什么优点和缺点？ 电可以做的 事太多了，并且只 蜡烛 要按一下开关就 行了…… 照明 煤气灯 木炭 取暖 煤炭 火把 柴火 油灯 电能 马车 交通 帆船 步行 骑马 迁移应用 演员的歌声是怎样传到听众耳朵里的？说一说这个过程中能量是怎 样转化的。 唱 听 声能 电能 声能 234 电从哪里来 活动 小贴士 我好累啊…… 发电机发电了！ 要想发电 小灯泡亮了！ 就必须使发电 机转动起来。 手摇发电机消 耗 人 的 化 学 能，并将其转 化为电能。柴 油发电机消耗 柴 油 的 化 学 能，并将其转 化为电能。 事实证据 收集不同类型发电方式的资料，说说这些发电方式发生了怎样的能量 转化。 火力发电厂 风力发电场 电 水力发电站 核电站 地热发电厂 垃圾发电厂 24处理信息 发电厂是把其他形式的能量转化为电能的工厂，比如火力发电用煤来 烧水，把水变成高温高压的水蒸气，水蒸气喷出推动汽轮机转动，汽轮机带 动发电机发电。它的能量转化过程是：煤的化学能 水的热能 水蒸气的 → → 动能 汽轮机的动能 发电机的电能。 → → 我用表格 采用不同的形式汇总各种发电方式的能量转化情况。 表示。 各种发电方式能量转化情况汇总表 发电方式 用途 消耗的能量 产生的能量 手摇发电 发电 人的化学能 火力发电 发电 风力发电 发电 电能 水力发电 发电 核能发电 发电 …… 我用思维 核能 热能 动能 电能 导图表示。 核电站 化学能 水能 风能 光能 火力发电厂 水力发电站 风力发电场 光伏发电站 阅读 新能源发电 潮汐发电 光伏发电 海水水轮机 水坝 水库 小贴士 发电机：将 其他形式的能 量转化为电能。 用电器：将 电能转化为其 他形式的能量。 海水的机械能 电能 光能 电能 → → 255 能量大转盘 引入活动 人类的生存和活动离不开食物，人类需要把食物的化学能储存在身体 里。想一想，我们能把身体内的化学能转化成哪些形式的能量？试一试。 我搓手后，感 觉手很热，是…… 头脑风暴 能量无处不在。太阳不停地散发着光能和热能，生物体内有化学能， 运动的物体具有动能……如果没有能量，世界就不会运转，生命也不复存 在。 伴随着物体的运动、生物的活动、物质的变化、机器的运转，能量也在 不断地从一个物体传递给另一个物体，从一种形式转化为另一种形式。 说一说，我们都知道哪些能量转化的现象？看谁知道得最多。 汽车充电 烤火 火箭升空 26游戏 能量大转盘 制作大转盘： 1.按图示用纸板做一个大转盘和两个指针。 2.把大转盘分为八等份，在每一等份上填一种能量形式。 3.图中已经填上了四种能量形式，根据自己的知识填上另外四种。 电能 游戏规则 化学能 一组同学分别转动 小贴士 两个指针，使它们分别停 在两种能量形式的位置 热能 20 世 纪 上，请另一组同学说出这 70年代以来， 两种能量转化的例子。 能源与人口、 例如，一个指针指到了电 粮食、环境、 能，一个指针指到了热 动能 资源被列为 能。就请另一小组同学 世界上的五 说出电能与热能之间相 大问题。世 互转化的例子。 界性的能源 问题主要反 映在能源短 缺及供需矛 盾所造成的 阅读 寻找新能源 能源危机方 面，所以世界 我国对新能源可燃冰和干热岩的开发与利用已经取得初步成果。 各国都提出 可燃冰也称为甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物，是一种新型能源。 要节约能源。 利用可燃冰发电比传统的煤炭、石油和天然气发电产生的污染小得多。我 国可燃冰储量丰富，用于发电的前景广阔。 干热岩是指一种不含或含少量水或蒸汽的热岩体，埋藏于地下 2000~ 米的深处，温度为 。在干热岩上打两口深井，将冷水从一口 6000 150~650℃ 井注入到干热岩上，由岩体加热产生的蒸汽从另一口井喷出，来推动发电 机发电。我国干热岩蕴藏的热能十分丰富，比煤炭、石油、天然气的总量还 要多。因此，干热岩发电的潜力巨大。 27第三单元 转动的地球1 昼夜交替 白天过后总是夜晚，夜晚之后总是白天。日复一日，周而复始。为什 么会出现昼夜交替的现象呢？ 猜想假设 托 勒 密 为了解释昼夜交替现象，古希腊的费罗劳斯、海西塔斯就提出地球自转 （约 90 —168 产生昼夜交替的假说；而亚里士多德、托勒密却认为是太阳在绕地球旋转。 年）,古罗马帝 国时期著名 关于昼夜交替，我们的假设是什么？ 的天文学家、 我的假设： 地理学家。 1.可能是因为地球自己在不停地旋转。 2.可能是因为太阳围绕地球不停地旋转。 3.…… 事实证据 昼夜交替现象模拟实验 设计一个模拟实验，来检验自己的假设是否合理。将观察到的现象记 材料超市 录下来。 ·乒乓球 ·手电筒 …… 昼夜交替现象模拟实验 我的假设 地球自转导致昼夜交替 安全提示 模拟实验 地球 使用手电 手电筒 设计图 筒 进 行 实 验 时，不要让手 电筒发出的光 直接照射自己 观察到的 地球自转可以产生昼夜 或 同 学 的 眼 现象 交替 睛，以免损伤 视力。 我们的模拟实验能够完全证明我们的假设吗？还需要搜集更多的证 据吗？ 29事实证据 我看到了地球自转 通过模拟实验、查阅资料、请教老师和专家、参观科技馆等方式寻找更 多的能够证明地球自转的证据。 我查到了傅科摆 的故事，这个故事说 明地球是在不停地自 我在中国科学 转的…… 技术馆也看到过一 个傅科摆…… 傅科（1819— 1868年），法国物 理学家。 得出结论 我们的假设正确吗？根据自己的模拟实验和收集到的资料，再次向同 学们演示昼夜交替现象是怎样产生的。 地球在不停地自转，从而形成了昼夜交替现象。地球自转一圈刚好是 一天。 302 谁先看到日出 今天是六 一儿童节，上海 阳光明媚，祝你 谢谢你！不 节日快乐！ 过我们拉萨天还 没亮呢…… 猜想假设 为什么上海会比拉萨天亮得早？根据自己的知识作出假设。 上海和拉萨在不同 我猜测地球是自西向 的位置，地图上显示拉 东自转的，所以位于东边的 萨在上海的西边。 上海总能先看到日出…… 实验 我们的假设合理吗？设计一个模拟实验来验证我们的假设。 谁先看到日出模拟实验方案 实验目的：研究地球如何自转， 位于哪里的同学先看到日出。 我们的假设：位于上海的同学能 先看到日出。 实验方法和步骤： 1.小组同学合作，手拉手面向 外围成一个圆圈模拟地球。 2.两位相邻的同学代表拉萨和 上海，一位同学举起气球模拟太阳。 …… 31搜集证据 地轴与北极星 地球不停地自转，我们就像坐在一个巨大的圆形“转椅”上，不同地区 的人们看到日出的时间也不同。我们在地球上看到的星体，如太阳等，它 们看起来是如何运动的呢？ 北半球的人们在夜间观星时，发现一个特殊现象：北极星的位置几乎 没有变化，而其他的恒星每天都在围绕北极星逆时针旋转。 为什么北极星的位置几乎没有变化呢？ 原来地球是围绕着一个假想轴——地轴进行自转的，地轴贯穿地球的 南北两极。而北极星的位置恰好与地轴的北部延长线非常接近，所以夜晚 看北极星几乎是不动的，而且位于正北方向的天空。 恒星的位置是不变的，因为地球在自转，所以在地球上看去就像恒星 在旋转。 得出结论 结合模拟实验和收集到的资料，我们还获得了哪些关于地球自转的信 息？和同学们相互交流，尝试总结出地球自转的规律。 太阳并没有绕 我们每天都 着地球转，是由于 能观察到太阳的 北极星 地球自转形成的。 东升西落。 地轴 地球围绕着地轴自西向东自转，地轴始终指向北极星附近。我们在地球 上看到其他星体（如太阳等）东升西落，是地球自西向东自转的结果。 材料超市 ·乒乓球 设计制作 ·手电筒 ·塑料球 从材料超市中选择合适的 ·铅笔 材料，制作一个可以自转的地 ·铁丝 ·剪刀 球模型。利用这个模型向同学 ·橡皮泥 们展示地球是如何自转的，地 …… 球的自转产生了哪些现象。 323 变化的影长 活动 观察上午、中午、下午的物体影长和气温的变化。它们之间有联系 吗？说说自己的理解和困惑。 一天中气温 的变化也和物体 的影长有关系吗？ 早上和傍晚阳光斜射过来， 所以影子长，中午阳光几乎从头 顶上直射过来，所以影子很短！ 猜想假设 一天中的气温变化跟物体影长有关系吗？根据自己的知识和经验作 出假设性解释。 影子短的时候 那么温度和 阳光直射，光线集 光线照射角度有 我们通过实 中…… 关系吗？ 验来验证一下吧！ 直射 斜射 33实验 设计实验研究光线照射角度与温度变化之间的关系，观察并记录实验 材料超市 结果。 B A ·手电筒 C ·白炽灯泡 ·黑色纸袋 ·温度计 光线照射角度与温度变化之间的关系实验记录表 单位：℃ …… 时间 角度 1分 2分 3分 4分 5分 6分 7分 8分 安全提示 90° 27.5 29 30 45° 26.5 27 27.5 注意用电 20° 26 26.5 26.5 安全；不要触 实验条件 摸灯泡，以免 烫伤。 室温 灯泡距测试袋的距离 测试袋 温度计 25℃ 10厘米 5厘米×5厘米黑色纸袋 酒精温度计 处理信息 将实验数据绘制成折线图，根据光线照射角度与温度之间的关系解释 一天内气温变化的原因和规律。 ℃ 度/ 32 90° 45° 20° 3311 温 30 29 28 27 26 0 时间 分 1 2 3 4 5 6 7 / 早上和傍晚阳光照 中午时阳光照射角度 射角度较小，同样的光被 大，阳光接近直射，光线 8 分散到更大的范围，所以 时间分 集中/ ，所以同样的面积接 物体的温度较低。 收到的热能更多，物体 的温度也就高了。 阳光照射角度的变化引起了一天中物体影长的变化，也引起了气温的 变化。上午，阳光照射角度逐渐变大，影长逐渐变短，气温逐渐上升。一般 在午后两小时左右气温达到最高。之后随着阳光照射角度持续变小，影长 逐渐变长，气温开始降低。夜里没有阳光照射，气温继续降低。 344 四季的变化 提出问题 一年中，春夏秋冬四季各有特色。冬天寒冷，夏天炎热，是什么造成了 一年四季的气温变化？ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一究一一究一一和一一奇一一奇一一一一一一一一一 一一一提一一出一一了一一两个一一不一一同一一的一一假一一一一一一一 四季的气温变 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 每天中午阳光 我认为和每天日 设，我们要分别来验 化会不会也和阳光 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 照射的最大角度可 照时间的长短应该也 一一一一一 证 一一 。 一一一一一一一一一一一一一一一一一 照射的角度有关？ 能是不一样的…… 有关系…… 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一 一 一一一一一 一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 可是每天阳光 照射的角度都是早 晚小、中午大。 小贴士 夏至日 搜集证据 不同季节 正午影长 正午是每 冬至日 春 圭表是我国古代科学家 天阳光照射角 发明的一种度量正午日影长 表 夏 度 最 大 的 时 日影 刻。根据地理 度的天文仪器，由水平且处于 南 秋 位置和日期的 南北方向的圭尺（圭）和直立 圭 北 不同，中午 12 冬 的标杆（表）两部分组成，表与 圭表 点整不一定是 正午。 圭垂直。 每天正午时刻，表的影长在一天中最短，而且刚好投 影在圭尺上。根据圭表的观测结果，人们发现一年中随 着四季变化，每天正午时刻表在圭尺上的影长也发生着 变化。 元代天文学家郭守敬在河南登封设计建造的观星台 就是一个巨大的圭表。观星台上的横梁相当于表的顶端，地上的“量天尺”就 是圭尺。 35设计制作 简易圭表 材料超市 1.使用水平尺调平桌面，将一块长50厘米、宽20厘米的木板固定在桌 面上（也可以放在其他稳固、水平且容易被阳光照射到的地方）。 ·水平尺 ·铅锤 2.将一支长10厘米的铅笔竖直固定在木板一端（可用铅锤确保其处于 ·木板 竖直位置）。 ·铅笔 3.正午前后，每分钟测量一次铅笔的影长，影长最短的时刻就是正午时刻。 …… 4.在木板上画出正午时刻铅笔影 子所在的直线并标上刻度，作为圭表的 小贴士 圭（圭所在的方向就是南北方向）。 古人就是 利用自制的圭表，每周一测 通过测量正午 量并记录正午时刻铅笔的影长， 时竖直物体的 连续观测一个月，看看是否有 影子所在的方 变化。 向，来准确测 定南北方向的。 由于磁偏角的 存在，指南针 搜集证据 所指示的南北 并不完全准确。 随着季节的变化，每天的日照时间也会变化吗？ 上网收集我们所在的城市（或离我们最近的城市）一周内每天的日出 时刻和日落时刻，并计算出每天的日照时间，看看是否有变化。 日照时间记录表 地点：××市 日期 日出时刻 日落时刻 日照时长 5月06日 05:30:20 19:13:58 13时43分38秒 5月07日 05:29:23 19:14:46 13时45分23秒 5月08日 05:28:28 19:15:33 13时47分05秒 5月09日 05:27:34 19:16:21 13时48分47秒 5月10日 …… 5月11日 5月12日 随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在 不断变化。冬季，正午时阳光的照射角度小，每天总的日照时间短，因此气 温低；夏季，正午时阳光的照射角度大，每天总的日照时间长，因此气温高。 365 四季的成因 猜想假设 一年中每天正午时阳光的照射角度有规律地变化着，形成了一年中四 小贴士 季交替的自然现象。是什么造成了阳光照射角度的不断变化呢？根据自 地球的公 己的知识作出合理的假设。 转，指地球围 如果和地球公转 绕太阳运转， 一年有四季，地球公 有关的话，地球公转到 地球公转一圈 转一圈刚好是一年，可能 夏天的位置时…… 是一年。 和地球的公转有关。 实验 设计一个模拟实验，观察随着地球的公转，每天正午时物体的影长是 否变化。 四季的成因实验方案 可以通过研究正 实验材料：地球模型、手电筒、大头 午时影长的变化，来推 针、尺子…… 测四季的变化。 实验步骤： 在北半球的一点垂直于球面插一 根长约2厘米的标杆，代表我们在地球 上的位置。用手电筒模拟太阳照射地 球模型。手持地球模型的自转轴，使 其边自转边围绕“太阳”公转，观察并 测量地球模型公转到不同位置时标杆 在正午时刻的影长。 实验现象：…… 咦？正午时 这是怎么回事？ 刻的影长怎么一 我们查查资料吧。 直没有变化？ 37搜集证据 收集与地球公转相关的资料，并根据收集到的资料改进实验方案，再 次进行模拟实验。 A 春分 倾斜的地轴 冬至 地球在绕太阳公转时，也在不停 B D 地自转。不过，地球的自转轴并不是 垂直于公转轨道平面的，而是有着约 24°的倾斜角。也就是说，地球在围绕 夏至 太阳公转时，地轴始终倾斜着，就像一 直斜着身子在旋转。 C 秋分 地球公转与四季的形成示意图 得出结论 根据改进后的实验的结果，尝试解释四季的成因。 地球公转与物体影长实验记录表 位置 标杆影长（厘米） 季节判断 A 2 春 B 1 夏 C 2 秋 D 3 冬 看来四季变 化的确是由地球 地轴倾斜的情况 公转造成的。 下正午影长的确是变 化的！ 地球在不停地围绕着太阳公转。由于地轴倾斜，在地球公转一圈的过 程中，每天正午时地面上的物体影长会不断变化（也就是阳光照射角度在 不断变化），气温也随着不断变化。冬季物体影长长，气温低，夏季物体影 长短，气温高，春秋两季气温适中，从而形成四季交替的现象。 表达交流 用我们的模型向同学们演示四季是如何形成的。 38第四单元 食物与能量今天没吃 1 我们需要食物 早餐，一上午没 有精神。 我们每天都需要摄入一定量的食物，食物能够为人体的生长发育、生 存和活动提供能量。人体的生存和活动，如维持体温、保持心脏跳动、运 动、学习、劳动等，都需要消耗能量。 食物热量表 计划组织 （每 100克食 我们的饮食合理吗？制订计划，探究我们一天摄入的食物是否能够提 物约含的热 量，单位为千 供我们身体需要的能量。 我们还得收集资 卡） 米饭150 我们可以调查一天摄入 料，看看我们一天大约 馒头233 的食物，计算这些食物能为 需要多少能量。 煎饼333 我们提供多少能量。 花卷217 猪肉水饺420 肉包250 菜包200 肥猪肉807 调查 瘦猪肉143 五花猪肉500 调查记录一天的食物，填写在表格中。根据食物热量表，计算每天从 牛肉106 食物中摄取的能量。 羊肉215 妙妙一天的食物 能量 鲤鱼88 早：无 带鱼100 中：馒头（100克）、白菜炒肉（白菜100克、五花猪肉50克、花生油10 牛奶62 克）、苹果（100克） 约1520千卡 鸡蛋164 晚：红烧肉(五花猪肉50克、花生油10克)、番茄炒鸡蛋(番茄100克、鸡蛋 黄豆359 100克、花生油10克)、馒头（100克） 豆腐98 白菜40 对比中国营养学会建议的儿童每日热能供给量，看看我们一天摄取的 豆苗40 能量是否达标。 番茄20 通过研究发现，由于 胡萝卜30 我没有吃早餐，缺乏能量， 黄瓜20 所以一上午学习和运动都 蘑菇25 中国营养学会建议的 没有精神。 竹笋40 儿童热能供给量为：男孩 芹菜20 7～10 岁 1800～2100 千 苹果60 卡，11～13岁2400千卡； 梨50 女孩7～10岁1700～2000 香蕉90 千卡，11～13 岁 2200 千 桃32 卡。 花生油900 40活动 小小营养师 请为自己设计一份营养食谱，要求既能满足身体所需的能量，又能达 小贴士 到均衡膳食。 三 餐 要 均 碳水化合 是的，每天三餐 只有营养全面，身体 衡,饥一顿饱一 按3∶4∶3的比例摄 物、脂肪、蛋白 才能健康，所以我们还要 顿的可不行哦! 入热量较为合理。 质、维生素、水 参考食物金字塔的知识， 和无机盐是人 六大营养素都要摄入。 体所需的六大 营养素，其中 前三项在新陈 代谢中产生热 量，又称产热 营养素。均衡 膳食首先要满 足人体对热量 的需要，三大 表达交流 “食物与能量”研讨会 产热营养素在 总热量中的百 举办“食物与能量”研讨会，展示自己的研究过程及设计好的食谱。 分比应当是：蛋 组织演讲活动，评选“小小营养师”。 白质10%~15%， 脂肪20%~30%， 这是我设计的一 探探一日健康食谱 碳 水 化 合 物 日健康食谱，我既考虑 早餐：肉包（100克）、牛奶（100 55%~65%。 了一天的能量需求，又 克）、煎鸡蛋（鸡蛋100克、花生油5 考虑了均衡饮食…… 克）、小米粥（100克）。 午餐：芹菜炒肉（芹菜100克、五 花猪肉50克、花生油10克）、清蒸鲤 鱼（鲤鱼100克）、馒头（100克）、苹果 （100克）。 晚餐：米饭（100克）、番茄炖牛 肉（番茄100克、牛肉100克）、麻婆豆 腐（豆腐100克、花生油10克）、香蕉 （100克）、八宝粥（100克）。 人的生存和活动需要能量。当人体从食物中摄取的热量总和不能满 足人体需要时，就会影响人体的生理功能。而摄取热量总和大于所需热量 总和而且缺乏运动时，人体就会变胖，也不利于身体健康。所以，均衡饮食 特别重要。 412 动物的食物 提出问题 动物也需要从食物中摄取能量，来满足它们生长发育、生存和活动的 需要。它们都是从哪些食物中摄取能量的？ 有的动物吃其他 动物，像老虎、猫…… 有些动物吃什么 有的动物吃 我还需要查一下资料。 植物，例如兔子、 羊…… 事实证据 通过访问、调查、收集资料等方式了解各种动物吃什么食物，并用自己 喜欢的方式记录下来。 动物的食物调查记录表 泰迪犬的食物 究究 动物 食物 我家的小泰迪犬很挑食， 马 胡萝卜、青玉米、苜蓿草、干草等 很喜欢吃狗粮、牛肉罐头和果 种子、坚果、花卉、树叶、蜂蜜、蛋 蔬。泰迪犬吃过多脂肪含量高 猩猩 类、昆虫等小动物 的肥肉容易肥胖，还容易消化 老虎 鹿、羊、牛、猪、鸟类、猴子、鱼等 不良。所以，为它准备的肉类最 好是瘦肉，一定要新鲜，并且要 狗 …… 煮熟。 猫 …… 42处理信息 根据动物的食性对动物进行分类，填在下面的分类图中。 以植物为食 以植物和动物为食 以动物为食 马、牛、羊…… 狗、猩猩…… 老虎、鳄鱼、鹰…… 不同的动物吃不同类型的食物来获取所需要的能量。根据获取食物 类型的不同，可以将动物分为植食性动物、肉食性动物和杂食性动物。 活动 动物捕食的“好帮手” 牙齿、爪（蹄）、喙、舌、四肢等是不同动物获取食物的“好帮手”。观察 不同食性动物的牙齿和足部，看看它们有什么不同。 动物 食性 牙齿 爪（蹄） 牙齿十分尖利，便于撕咬 长着能伸缩的利爪，便于抓捕 老虎 肉食性 食物 猎物 犬齿退化，牙齿像镰刀，适 腿长，有蹄，便于快速奔跑，躲 马 植食性 于切草 避天敌 既有犬齿,又有像镰刀一样 爪子较长，适于攀爬、抓取食 猩猩 杂食性 的门齿 物 迁移应用 你认为霸王龙是什么食性的动物？说明自己的理由。 433 植物的“食物” 人和动物的一生需要吃很多食物来获取能量，以满足生长发育的需 要。一颗植物的种子长成高大的植株也同样需要能量。 猜想假设 植物需要的能量从哪里来？请提出自己的假设，并说明自己的依据。 姓名 假设 依据 奇奇 植物的能量从土壤中来 植物生长在土里…… 探探 植物的能量从阳光中来 植物生长需要阳光…… 究究 植物的能量从水中来 植物生长需要浇水…… …… 搜集证据 我们的假设合理吗？我们可以通过收集科学家研究历程中的相关信 息来证明自己的观点。 比利时科学家海尔蒙特（1579— 1644年）曾把一棵重约2.5千克的柳树 苗栽种到一个木桶里，只用雨水浇灌。 在很长时间里，人们 5年后，柳树长到了70多千克，而桶里 认为植物中的能量可能 的土却只减少了不到100克。 是从土壤中来的。 他因此认为植物也能从雨水 中获得能量。 1779 年，荷兰的英格豪斯 5年后 （1730—1799年）证明：绿色植物 只有在光下才能更新空气。 1864年，德国的萨克斯（1832— 1897年）发现绿色叶片在光合作用 中能够产生淀粉。 44材料超市 实验 阳光下绿色植物产生淀粉 ·天竺葵 ·酒精灯 我们还可以通过实验来验证一下已有的信息是否正确。 ·陶土网 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一注一一意一一隔一一水加一一热一一,一一一一·一一酒一精 一一一否一一则一一温一一度一一过一一高一一会溅一一一一一一·一一水一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 出酒精！使用酒精 ·大、小烧杯 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 灯时要注意安全。 ·三脚架 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一·一一火一柴 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一·一一碘一液 一一一一一一一一 暗处理 叶片部分遮光后再光照 把叶片放入酒精 ·培养皿 ① ② ③ 一一一一 中并隔水加热 …… 小贴士 清水漂清 滴碘液 观察叶片颜色变化 ④ ⑤ ⑥ 淀粉遇到 得出结论 碘会变成蓝 色。 整理分析通过查阅资料或实验观察得到的信息，尝试建立绿色植物制 造食物的模型并得出结论。 太阳 小贴士 植物还需 绿色叶片 氧气 要从土壤中获 取无机盐等养 分，所以农民 常常为作物补 充含氮、磷、钾 能量 等元素的养料 来帮助作物更 二氧化碳 好地生长。 水分 绿色叶片中有很多小小的“加工厂”，在阳光的照射下，“加工厂”把根 吸收来的水分和由气孔吸收进来的二氧化碳合成为植物所需要的养分（主 要是淀粉）供植物生长，同时放出氧气。这样，植物就把光能转化成了化学 能并且储存在植物体内。 454 食物链 引入活动 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 这幅画告诉我 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 们怎样的自然现 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一象一一？一一里一一面一一的一一动一一植一一物一一一一一一一一一 一之一一间一一有一一怎一一样一一的一一关一一系一一？一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 蝉吸食树汁，螳螂吃蝉，黄雀吃螳螂。树汁中的能 一一一一一一一一 量从蝉传递给螳螂，再从螳螂传递给黄雀。我们用简单 一一一一 的符号将它们连起来，用箭头代表能量传递的方向： 树汁 蝉 螳螂 黄雀 活动 认识食物链 我们还知道哪些生物间存在着类似的食物关系？用符号表示出来。 虾米 吃什么？ 虾米 小鱼 大鱼 仔细观察这些食物关系，我们能从中发现什么？ 它们之间的 食物链通常都是从植 那最后的动 食物关系像链条 物开始，以动物结束的。能量 物到哪里去了？ 一样…… 从植物转移到动物身上。 生物之间的食物关系像链条一样，把生物紧密地联系起来。生物之间 吃与被吃的链条关系就是食物链。食物链代表了能量的传递路线。 46阅读 生产者、消费者与分解者 植物自己可以制造“食物”，是食物链的源 头，被称为食物链的“生产者”。各种动物都要 以植物或其他动物为食，它们是各级“消费 者”。 生物界还生活着专门吃动植物遗体的“腐 食性动物”，以及霉菌、细菌等微生物，它们可 以把动植物遗体分解成植物所需要的养料，科学家称它们为“分解者”。如 果没有分解者，动植物的遗体将堆积如山，生态系统也将崩溃。 头脑风暴 食物网 农田生物群落里的动植物存在着怎样的食物关系？列出其中可能存 在的食物链。 农田生物群落里的食物链 探探组 1.小麦 麻雀 鹰 → → 2.小麦 麻雀 蛇 鹰 → → → 3.小麦 田鼠 蛇 鹰 → → → 4.小麦 蝗虫 麻雀 鹰 → → → 5.小麦 蝗虫 麻雀 蛇 鹰 → → → → 6.…… 我们总共找出来几条食物链？把它们全部用箭头标到图上，看看有什 么发现。 这是我们小组连起 来的图。看上去很像一 张大网…… 自然界中的生物种类很多，它们之间的食物关系也很复杂。因此，自 然界中的生物之间往往存在着很多条食物链，它们相互交织，从而形成了 错综复杂的食物网。 475 生态平衡 呼伦贝尔草原是我国最大的草原，那儿牧草丰茂，牛羊成群，生物物种 丰富，是我国最大的牧业基地。 活动 “毛线推演”——食物网 小贴士 生物与环 活动规则 境所形成的统 1.分别制作草、田鼠、野兔、牛、羊、蛇、鹰、狼的头饰，代表草原上8种主要的 一的整体叫作 动植物。 生态系统。一 2.参加游戏的8位同学每人戴上一种头饰，代表一种生物。 个完整的生态 3.准备若干条毛线，用毛线和左手、右手表示吃与被吃的关系：从“草”开始，将 系统包括生物 毛线一端拉在自己的右手里，再看哪些“动物”可以吃自己，就把毛线的另一端递到 部分（生产者、 这个“动物”左手里。同样，每种生物都用毛线与吃自己的动物连起来。 消费者、分解 4.当自己扮演的某种生物灭绝时，就从食物网中退出，并放开自己手中的毛 者），以及非生 线。 物部分（阳光、 5.当某种生物没有可以吃的物种时，也将会灭绝，也要从食物网中退出。 空 气 、水 分 6.当吃自己的动物突然消失时，原来被吃的物种存活量会大量增加，它需要的 等）。 食物量也会大量增加，导致作为它的食物的生物大量减少。 7.当每种生物都有可吃的食物，而且每种生物的数量大致稳定时，表示这个 生态系统暂时处于平衡状态。 根据活动规则推演一下，假如某种生物灭绝了，会使整个生态系统崩 溃吗？ 我们少了 我们狼 一个争食者…… 还有羊吃！ 我 们 野 兔快被吃光 了！ 48得出结论 通过推演活动，我们有什么新发现？和大家交流自己的看法。 我发现草原上的各 我们还发现，物种越丰 种生物都是相互制约、 富，生态系统越稳定。比如野 相互依存的…… 兔没有了，狼还可以吃牛、羊等 动物，如果草原上只有野兔，野 兔灭绝后，狼也会随之灭绝! 在一个生态系统中，生活着各种各样的生物，它们之间关系密切。如 果动植物以及微生物的数量保持相对稳定，这种状态叫作生态平衡。生物 的物种越多，食物链和食物网越复杂，生态系统越稳定。 迁移应用 历史上，由于呼伦贝尔草原野狼成群，对牧业的发展构成了严重的威 胁，为了保护人畜的安全，当地牧民曾经组织过大规模的捕狼活动，使狼的 数量锐减。结果几年之后，草场急剧退化，甚至面临沙化的危险。 草原上狼的数量锐 减为什么会造成草原沙 我们可以用“毛 化？ 线推演”的方法…… 49活动 “毛线推演”——生态失衡 如果狼等肉食性动物被捕杀殆尽，会给生态系统带来怎样的影响？ 我们羊可以 草没了，我们 大量繁殖了！ 我们牛也不 田鼠也完蛋了…… 再有被狼吃掉的 风险了！ 我 是 狼 ， 我和我的伙伴 快 被 消 灭 光 了！ 我们野兔也 我 们 草 可以高枕无忧， 要被吃光了！ 大量繁殖了！ 制作鱼塘的生态瓶 拓展活动 材料超市 制作步骤 1.在玻璃瓶里装一些池塘水。 ·透明玻璃瓶 2.在玻璃瓶底部铺一些沙子，栽几 ·池塘里的水 棵水草。 ·沙子 3.在玻璃瓶里放入小鱼或蝌蚪等。 ·水草 4.把玻璃瓶加盖密封，放到有光但 ·小鱼或者蝌 阳光直射不到的地方。 蚪、螺蛳 5.定期观察，记录里面生物的变化。 …… 生态瓶里的生物 水草通过阳光可以进 有完整的食物链，它们 行光合作用，又为小鱼制造 都能找到自己的食物。 了氧气和食物。微生物可 以分解小鱼的粪便给水草 提供肥料，所以说生态瓶里 的能量是可以流动的。 50第五单元 大自然里的老师1 苍耳的启示 小贴士 1948年的一天，瑞士工程师乔治·德·梅斯 苍耳广泛 特拉尔带着他的狗在田地里散步。他发现裤腿 分布于中国多 和狗的毛上沾了很多苍耳子，这引起了他的好 个省区。其种 奇。 子苍耳子带有 钩状的、有弹 性的硬刺，经 常沾在家畜皮 毛 和 人 的 衣 观察 服、毛发上，因 苍耳子是怎样沾在动物皮毛上的呢？仔细观察苍耳子，尝试作出自己 此容易传播。 的解释。 阅读 尼龙搭扣的发明 小贴士 裤腿上沾满了苍耳子的乔治并没有 懊恼，而是在放大镜下认真地观察起苍 仿生学是 人们从大自然 耳子，他想弄明白其中的原因。他发现 中获得灵感， 苍耳子上有很多弯曲而有弹性的钩状结 通过研究生物 构，这样的结构能使苍耳子钩住很细的 体的结构与功 线和毛，而在布料和动物皮毛上有很多 能，并根据其 中的原理发明 这样的线和毛。苍耳子的钩状结构非常 出新的设备、 有韧性，从毛发上摘下来也不会断裂。 工具和技术的 他想，如果做两块布，一块布上布满这种钩子，另一块布上布满细细的 学科。 线，不就能互相粘连在一起，而且用力一拉，又能把它们拉开吗？经过反复 实验，他终于模仿苍耳子的结构发明了尼龙搭扣。 52设计制作 用放大镜观察苍耳子和尼龙搭扣，说一说尼龙搭扣模仿了苍耳子的什 材料超市 么结构。 ·放大镜 ·苍耳子 ·尼龙搭扣 ·细铜丝 …… 利用身边的材料模仿苍耳子的结构制作尼龙搭扣模型，看一看是否能 够实现粘连。 模仿苍耳子发明尼龙搭扣是人类发明史上一个典型的仿生学案例。 事实上，很多发明都可以从大自然中找到原型。研究并模仿各种生物的形 态、功能、结构等特征进行设计和发明，是常见的仿生学思路。 拓展活动 身边的仿生学 观察大自然里的动植物，寻找人类仿生学的原型，或者尝试进行自己 的仿生学设计。 飞机是模 我想用塑料袋模 仿了鸟…… 仿小鸭的脚蹼制作游 泳的手蹼膜。 我想模仿蝴蝶的 迷彩设计迷彩服…… 传说锯子是模仿 茅草的叶子发明的，你 看这叶子上的锯齿！ 532 鸟和飞机 从古至今，人类一直向往能够像鸟儿那样在辽阔的蓝天自由飞翔。于 是，鸟儿也成了人类模仿的对象…… 观察 观察飞机和鸟，说一说飞机和 鸟的飞行有什么相同和不同之处， 猜想飞机模仿了鸟的哪些特征。 飞机是模仿了 鸟的翅膀吗？ 阅读 从飞鸟到飞机 一一一一一一一一一一一一一一一一一一人类的飞行梦始于对鸟类飞行的模仿，中 一一一一一看一一来一一仿一一生一一一一一一一 一一一学并一一不一一只一一是一一对一一一一国一一汉一代就有模仿鸟类扑动翅膀来飞行的传说 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 形状、功能和 和记载。 多年前，意大利著名的艺术家和 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 500 结构的模仿 一一一一一一一一一一一一一一一发一一明一家达·芬奇也曾设计了这种能扑动翅膀的 一一一……一一一一一一一一一一一一一一一 “扑翼飞行器”。但这些仅仅从形态上进行的 一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一模一一仿一都没有真正成功。 达·芬奇设计的飞行器机翼 一一一一一一一一一一 一一一一 德国的奥托·李林塔尔（ — 1848 1896 年）最先把精力放在对鸟的飞行原理的研 究上。为了解开鸟儿飞行的奥秘，他悉心 观察、仔细研究了各种鸟类的翅膀结构和 飞翔的方法，模仿鸟的翅膀制造了许多架 滑翔机，进行了数千次的实验，发现鸟类弧 奥托·李林塔尔的滑翔机 形的翅膀在飞行中起到了重要作用。 在空中保持平衡一直是飞行中的难题，李林塔尔根据鸟类的尾巴制造 出了一个水平的尾翼，另外再加一个与之垂直的尾翼，由此，他将人类的飞 行梦想带上了成功之路。 年，莱特兄弟为了实验和改进机翼，建造了风洞，并在风洞中研究 1901 和比较了 种以上的机翼形状，设计出了最佳的机翼剖面形状和角度，以 200 便获得最大的升力。 年，他们制造了人类历史上第一架飞机——带有 1903 发动机的“飞行者一号”，成功飞行了 米，拉开了人类动力航空史的序幕。 260 54实验 机翼的升力 为什么翅膀的形状对飞行如此重要？观察鸟的翅膀和飞机的机翼，看 材材料料超超市市 看它们的形状有什么相似之处，提出自己的假设并通过实验来验证。 ··电电风风扇扇 ··卡卡纸纸 蒙皮 ··铁铁丝丝 前墙 翼梁 后墙 加强肋 翼肋 桁条 接头 制作一个机翼模型，通过实验观察它在气流中产生的现象。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一研一一究一一原一一理一一一一一一一一一 一也一一是一一仿一一生一一学一一的一一一一一一一一一 表达交流 一重一一要一一工一一作一一！一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 结合实验现象，尝试解释飞机飞行的原理。 一一一一 一一一一一一一一 一一一一 我 找 到 了 原来上凸下平 飞机能够飞起 的结构在气流中能 来的原理! 够获得向上的升力！ 仿生学不仅以生物的形状、功能和结构等特征为模仿对象，还需要研 究它们的原理，从而为工程技术提供更有价值的设计思想。 553 空投包的仿生原型 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一让一一我一一们一一从一一大自一一然一一中一一一一一一一一一 一一一寻一一找一一原一一型一一，用一一仿一一生一一学一一的一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 飞机的作用真大， 一一一 方 一一 法 一一 制 一一 作一 一一 个 一一 空 一一 投 一一 包 一一 。 一一一一一一一一一 能让我们走得更快、更 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一 远，可以便捷地把物资 一一一一一一一一一一一 一一 一一 一一一一 一一 一一 一一一一一一一一一一一一一 运送到各地。 一一一一 飞机使用空投 包可以将物资安全 地投放到地面。 讨论 安全提示 要设计一个合格的空投包，首先要明确项目需求：空投什么物资？物资 的质量是多少？还要考虑空投包的质量、大小有何限制，如何测试，等等。 在日常生 活中禁止高空 抛物，做有关 饮用水空投包项目分析表 实验时也应注 究究小组 意安全。 项目需求 空投饮用水 鸡蛋空投包项目分析表 探探小组 项目计划 项目需求 空投鸡蛋 1.寻找大自然中的原型； 项目检测 2.通过实验研究原型的防震原理； 3.设计空投包图样； 难点分析 项目计划 4.制作空投包； 5.实验检测； 6.交流、评价、完善 空投1个鸡蛋，空投包质量不超过100克，体积不超 项目检测 过1立方分米，从教学楼二楼抛下后鸡蛋保持完整 难点分析 既能保护易碎的鸡蛋，又能方便地拆解 56调查 安全着陆是大自然中许多生物的拿手本领。观察下图，从大自然中寻 找原型，设法了解它们是如何实现安全降落的。 小贴士 科学家们 它们有的长了 往往并不能直 宽大的翅膀，有的长 接从大自然中 了厚厚的肉垫…… 找到可以仿效 的解决方案，他 们首先需要观 察，找到自己需 椰子坚硬的 要的生物原型， 外壳也起到保护 接着研究这种 的作用。 动物或者植物 是如何解决这 一问题的。 表达交流 来自大自然的生物原型给我们带来了哪些启示？ 574 防震原理研究 我们参照生物 要根据生物原型设计 原型，先做个模型 空投包，我们要先知道它们 来验证一下吧！ 的防震原理是否有效…… 实验 仿生模型的防震效果 根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。 这是我们设 计的蒲公英模型 蒲公英模型实验方案 实验方案。 1.生物原型：蒲公英。 2.原理：蒲公英的种子像撑开的小伞，减 慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。 材材料料超超市市 3.模型：降落伞。 4.材料：塑料纸、棉绳、一次性杯子…… ··电塑风料扇纸 5.验证：从高处落下，杯中物品是否完好。 ··卡棉纸绳 6.分析：根据效果判断防震原理是否有效。 ··铁一丝次性杯子 ·气球 ·胶带 我们小组研究 ·皱纹纸 猫爪肉垫模型实验方案 猫爪肉垫模型…… 1.生物原型：猫爪肉垫。 ·瓦楞纸 2.原理：猫爪柔软的肉垫，使得猫落地时 …… 得到了有效缓冲。 3.模型：气球缓冲器。 4.材料：气球、胶带、一次性杯子…… 5.验证：从高处落下，杯中物品是否完好。 6.分析：…… 椰子模型实验方案 1.生物原型：椰子。 2.原理：…… 3.模型：椰子保护缓冲器。 4.材料：皱纹纸、瓦楞纸、胶带、一次性杯子…… 5.验证：从高处落下，杯中物品是否完好。 6.分析：…… 58制作 这是我们做的 翅果模型。 材材料料超超市市 ··订电书风机扇 1.按照翅果原型的样子制出模板，大小约是原物 ··卡卡纸纸 的2~3倍，在中线位置钉上4个订书钉。 ··安铁全丝剪刀 …… 2.把模型放在桌子边上按 压，使模型上的中线与桌子边线 垂直，仿造出最贴近翅果种子的 拱形结构。 3.用拇指、中指和食指抓住模型的棱角，轻 轻地将它推出，使其水平滑向地面。如果模型 在滑翔过程中不稳定，可以调整弧度或添加订 书钉…… 反 思 这些模型各有什么优缺点呢？制作空投包时有哪些可以借鉴的地方？ 生物原型 优点 缺点 蒲公英 降落速度慢 难以控制落地位置 猫爪肉垫 …… 翅果 …… 这只是一个模型，要 翅果模型因为巨大的 想做出作品，还需要更可 翅膀，减慢了下降的速度， 行的设计，如果我们…… 所以能实现安全着陆。但 是如果用在空投包的制作 上，翅膀要很大才行…… 595 我们的空投包 设计 经过模型实验，我们有什么新的想法？小组商议，完成空投包的设计 材料超市 并配上文字说明。 ·塑料袋 空投包设计 第1小组 ·胶带 ·订书机 1.正方体，边长10厘米。 我们的设想： ·订书钉 2.硬纸板制作外壳。 ·安全剪刀 3. 为海绵（里层）。 借鉴的生物原型： ·直尺 4. 为防水层。 ·笔 5. 为开箱器。箱子用胶带 对模型的改进： ·皱纹纸 封好，箱底吊着开箱器。 6.包裹外绘有蝴蝶结，既是 ·一次性纸杯 设计的优点： 标志，又很醒目。 ·气球 7.吊着纸盒的线是玻璃线， ·玻璃线 不粗糙，阻力小。 可能存在的问题： …… 设计图 8.降落伞为塑料袋。 请在需要的材料下面打“ ” √ 塑料袋 皱纹纸 气球 纸杯 玻璃线 …… 制作 在小组讨论完成设计后，对照设计图纸，分工合作，完成空投包的制 安全提示 作，并测量记录空投包的质量、体积等数据。制作过程中因实际情况需要 制作的过 对设计进行调整时，要及时在设计图上做好记录。 程中使用工具 要注意安全。 空投包项目实验记录表 第2小组 空投包的质量（克） 空投包的体积（立方厘米） 是否顺利着陆 拆解时间（秒） 物资是否完好 60实验 在户外实验时还要对空投包能否顺利 安全提示 我们的空投包底部缺 着陆、拆解时间及空投物资完好情况进行 少缓冲，造成物资破损，我 实验时应 记录。实验的结果达到我们的任务目标了 们改进后再试一次。 采取足够的安 吗？还有可以继续完善的地方吗？修改完 全保护措施。 实验时应 善后再次进行实验。 注意安全，防 止意外冲撞。 实验时不 可相互打闹。 不可在没 有防护栏杆或 者防护栏杆不 够牢固的地方 进行实验。 表达交流 我们设计制作的仿生空投包成功了吗？开一个发布会，向全班同学展 示自己的成果。汇报时要讲清自己小组研究设计的思路和全过程。 61反思单元 仰望星空的人 阅读 谁是宇宙的中心？ 很早以前，古希腊人就发现我们脚下的大地是一个球体。 同时，人们通过长期的观察，发现日月星辰每天都在天空中东升西落， 因此认为我们生活的地球是宇宙的中心，而日月星辰围绕着地球运动，这 就是最早的地心说。 公元前3世纪，古希腊科学家阿里斯塔克（约公元前310—约公元前 230年）通过观察和计算，发现太阳比地球大得多，因此提出应该是较小的 观察和计 地球围绕着较大的太阳运动，认为太阳才是宇宙的中心，提出了最早的日 算是科学家搜 集证据的重要 心说。 手段。 人们对阿里斯塔克的日心说提出了质疑：如果地球在运动，我们 就会看到恒星的大小和位置在不断变化，为什么我们没有看到这种变 化？ 阿里斯塔克猜想是因为那些恒星离我们太遥远了，所以我们看不到它 们的位置变化。但是对此阿里斯塔克并不能提 假 说 需 要事实证据 供有力的证据，因此人们当时并没有接受阿里 的支持。 斯塔克的日心说。 水星 金星 太阳 2世纪时，天文学家托勒密（约90—168年） 火星 地球 又将地心说的模型进一步发展完善，不仅和人 木星 能够准确 月球 地进行预测是 们观测到的天文现象吻合，还能准确地预测天 科学的重要标 文现象，因此在此后的1000多年里，人们一直 准之一。 相信地球是宇宙的中心。 但是托勒密的地心说模型太复杂了。到了 一种改良的地心说模型 6216世纪，波兰天文学家哥白尼（1473—1543年）发现，如果把太阳放在宇宙 的中心，解释天文现象将会更为简洁，因此再一次提倡日心说。 1610年，伽利略（1564— 1642年）通过自制的望远 镜，发现木星和地球一样 也有着自己的卫星，而金 星和月球一样也有着圆 先进的观 缺变化。这些发现为行 测工具为获取 星围绕太阳运行提供了 新证据提供重 证据，说明地球也可能是 要帮助。 这些行星中的一员。 金星的圆缺变化 直到 1838年，德国天文学家贝塞尔 （1784—1846年）才用量日仪首次观测到天 鹅座61这颗恒星在一年中有极小的位置 变化（大概相当于7千米外的一个物体移 动了1厘米），从而最终证明了地球在围绕 着太阳公转。 现在人们知道，太阳也并不是宇宙的 中心，它只是银河系数千亿颗恒星中的普 通一员；而在可观测的宇宙中，像银河系 这样的星系也可能在1000亿个以上。 科学学说 的成立需要事 实证据的支 贝塞尔的量日仪 持。 可见，在人类认识宇宙的历 程中，人们通过强有力的证据建 立起的学说，会随着新证据的出 科学学说 现而发展，甚至会被推翻、被取 的发展变化是 代。 以事实证据为 科学家们每次提出日心说或 太阳 前提的。 地心说的依据是什么？他们是怎 样获取这些证据的？我们能够从 太阳在银河系中的位置 中获得怎样的启示？ 63反 思 我的探究经历 在本学期的科学学习中，我们运用哪些方法收集了哪些信息？这些信 息有没有成为证明某个科学观点的科学证据？ 我们用查阅资料和 我们通过实验，观察到电磁 计算的方法为我们的合 铁吸引大头针的数量，证实了电 理饮食找到了依据。 磁铁的磁力大小与电流强度和 导电线圈匝数都有关系。 分析和研究飞 机的发明过程，让 我们知道了仿生学不仅 仅是简单的外形模仿， 更重要的是运用其 我们通过调 中的原理…… 查了解了各种动 物的食性…… 我们可以通过观察、实验、调查及案例分析等多种途径来获取真实的 信息，只有真实而有关联的信息才能成为科学假说的有效证据。 活动 制作证据灯笼串 把本学期科学探究中被证实的假设或得出 太阳光是由多 的科学结论写在黄色“灯笼”上，把证实它的证 种颜色的光组成的 据写到或者贴到红色“灯笼”上，把红“灯笼”挂 到相关联的黄“灯笼”下面，制成“证据灯笼串”。 三棱镜把光 分解成彩色光 雨后出彩虹 七彩陀螺旋 转后变成白色 展示我们制作的“证据灯笼串”，并相互进行评价。 64