武汉版七年级下册(2025年新版)科学电子课本-社学整理_2025秋电子课本初中科目-新教材_全部版本•初中科学电子课本_武汉版

KEXUE
科
学
主
编：崔
鸿
本册主编：郭新文
编写人员：（以姓氏笔画为序）
王炳红
乔翠兰
刘家武
李
佳
张秀红
张
锋
陈苍鹏
常珊珊
KEXUE
科
学
前言
亲爱的同学们：
认识环境和生物，使我们从宏观的角度了解了多姿多彩的自然界。这学
期，我们将接触到物质的运动形式和运动规律、物质的变化和物质的性质等
问题。许多以前未解开的谜题将会得到解答，如：为什么空中加油机可以给
飞机加油？为什么不同的地区气候不同？日食和月食是怎样形成的？动物是
如何进行交流的？燃烧是如何发生的？二氧化碳为什么可以灭火？铁制的文
具盒为什么总是磨掉油漆的地方先生锈？……通过我们的科学探究与实践活
动，这些问题都可以得到科学的解释。
和上学期相比，这学期的学习对我们提出了更高的要求，解决问题的过
程愈发复杂，越来越多的问题需要我们自主地探寻答案。例如：在探究铁钉
生锈原因的过程中，需要我们对铁钉生锈的原因进行猜想、假设，然后设计
实验方案、开展实验，对实验现象进行对比分析，寻找证据来验证假设，从
而得出结论。最后，基于实验过程及结论提出防止铁制品生锈的合理方法。
相信通过独立的或小组的科学探究，我们会有许多新的收获，在科学的
道路上更进一步。
第
三
单
元
运动和静止
1.1
什么是运动
1.2
动还是静
1.3
快还是慢
力
2.1
力的作用
2.2
在重力作用下
2.3
二力平衡
2.4
生活中的摩擦力
2.5
浮与沉
2.6
动不了与停不住
阴晴冷暖
3.1
天气变化
3.2
天气预测
3.3
气
候
3.4
我国的气候
地月运动
4.1
昼夜晨昏
4.2
春夏秋冬
4.3
盈亏圆缺
目录
运
动
的
世
界
3
7
10
20
28
31
56
65
71
76
34
39
89
94
98
44
动物的行为
5.1
认识动物的行为
5.2
动物的生存本领
5.3
动物的交流与合作
5.4
动物的节律行为
5.5
动物的行为与人类
218
109
113
119
124
126
第
四
单
元
物
质
与
物
质
变
化
第
三
单
元
运
动
的
世
界
135
140
154
165
171
176
190
194
201
207
物质的变化
6.1
蜡烛消失了
6.2
燃烧与灭火
6.3
化合与分解
物质的性质
7.1
常见的固体物质
7.2
常见的液体物质
7.3
常见的气体物质
材料天地
8.1
身边的材料
8.2
金属材料
8.3
水泥、陶瓷和玻璃
8.4
塑料、橡胶与合成纤维
汉英词汇对照
夜幕降临，列车停靠在站台上，四周一片寂静……这时，
世界果真静下来了吗？
不，我们周围的世界每时每刻都在不停地运动。水、
空气、生命、地球、宇宙……不同的事物具有不同的运动
形式和运动规律。让我们一起来探索这个永恒地运动着的
世界吧！
第三单元
我国田径运动员苏炳添是首位进入奥运会男子100 m 决赛
的亚洲运动员。2021 年，在东京奥运会男子100 m 半决赛中，
苏炳添以9.83 s 小组第一的成绩晋级决赛，平均速度达到
10.17 m/s，是当之无愧的亚洲短跑第一人。
运动场边的观众，相对于正在奔跑的苏炳添是运动的还是
静止的？在赛场上，裁判如何衡量运动的快慢？除了短跑，生
活中还有哪些运动形式呢？
运动和静止
1
运
动
和
静
止
1.1 什么是运动
我们身边的世界，一切都在变化——天空中飞翔的小鸟、田野
里生长的庄稼、夜空中划过的流星……万物都在不停地运动。
运动的世界
想一想
在生活中，你能观察到哪些运动？
读
图
读图1.1—图1.4，思考下列问题。
图1.4
瀑布
图1.3
雷达
图1.1
闪电
图1.2
燃烧
1. 图中包含了哪些运动？它们有什么不同？
2. 你能否找出完全不运动的物体？
1
运
动
和
静
止
宇宙间的万事万物都在变化、发展之中，运动（motion）就意味着变化。
无论是看得见的还是看不见的，感受得到的还是感受不到的，大到天体、宇
宙，小到组成物质的微粒，一切都在运动之中，运动是物质世界的根本属性。
运动的形式多种多样，例如，光运动、电磁运动、声运动、热运动、
机械运动、化学运动和生命运动等。机械运动是最简单的运动形式。
机械运动
想一想
天空中雄鹰翱翔，森林中树叶飘落，原野上小鹿奔跑，马路上车辆疾驶，
江面上巨轮航行……这些都是我们所熟悉的运动，它们有什么共同的特点？
读
图
读图1.5—图1.10，思考下列问题。
图1.8
滑雪场上的运动员
图1.5
轨道上的卫星
图1.10
游乐场里的过山车
图1.7
空中的鸟
图1.9
赛道上的赛车
图1.6
大桥上的车流
图中物体的空间位置是否都发生了变化？它们的运动轨迹是否相同？
1
运
动
和
静
止
当一个物体相对于另一个物体的空间位置发生了变化，则称该物体在
做机械运动（mechanical motion）。根据物体运动轨迹的不同，可以把机
械运动分为直线运动和曲线运动。
运动的转化
想一想
为什么有的爆炸声能将玻璃震碎？为什么通电可以使电扇转动？它们的运
动形式发生了什么变化？
活
动
观察运动的转化现象
1. 用轻质塑料袋做一个热气球，设法使该热气球升起来。
注意：使用蜡烛时
要注意安全。
图1.11
上升的热气球
1
运
动
和
静
止
2. 用轻质纸剪一些纸条，将它们的一端固定在透明的薄塑料盒内。盖上盒
盖，将薄塑料盒放在衣服上摩擦，观察盒内发生的现象。
图1.12
让薄塑料盒内的纸条“站起来”
燃烧的酒精灯加热了热气球中的空气，使空气膨胀，一部分空气被排出热
气球，热气球中空气的密度变小。这时，大气的浮力使热气球上升。正是由于
燃烧，才产生了热气球的机械运动。摩擦起电时，机械运动转换为电磁运动。
在日常生活中，人们利用电水壶将电磁运动转换为热运动；电风扇工作时则将
电磁运动转换为机械运动。
自然界中存在着各种不同形式的运动。各种运动不是孤立的，它们能
够相互转化，这是运动的普遍规律之一。
1
运
动
和
静
止
1.2 动还是静
世界上的万物都在运动、变化之中。然而，我们常常感到很多
物体是静止不动的。例如，路边的房屋和树木、教室里的桌椅等。
想一想
当你站在路边不动时，站在你身边的同学觉得你是静止的，但从你身边骑
自行车路过的人觉得你是运动的，这是为什么？
读
图
读图1.13，思考下面的问题。
“是我坐的火
车开动了，还是窗
外的树在动？”
“是我坐的火
车开动了，还是窗
外的火车开动了？”
图1.13
谁在动？
究竟是谁在动？
人们判断某个物体是运动的还是静止的，必须选择另一个物体作为标
准。这个被选作标准的物体叫作参照物（reference object）。如果某物体
的位置相对于参照物发生了变化，对这个参照物来说，该物体就是运动
的，否则就是静止的。
1
运
动
和
静
止
讨
论
1. 在接力赛中，怎样交接接力棒才能使交接的时间最短？
图1.14
接力赛
2. 空中加油机是一种专门用来在飞行中为其他飞机补充燃油的飞机。在空
中加油时，两架飞机必须随时调整自己飞行的方向和快慢，以保持完全一致。
这是为什么？
图1.15
空中加油
对物体运动状态的描述是相对的。选择的参照物不同，描述的结果就
可能不同。
如果两个物体沿同一个方向运动，且快慢一样，那么它们之间的相对
位置就不会发生改变。因此，以其中任意一个物体作为参照物，另一个物
体则处于静止状态。这就是静止的相对性。
1
运
动
和
静
止
研究地面上物体的运动，常选地面或固定在地面上的物体作为参照物，这
时参照物可以略去不提。
阅读材料
航天器交会对接技术
茫茫宇宙如此之大，一个刚发射的航天器，怎样才能在浩瀚的太空中，
准确地找到另一个在轨道中运行的航天器并与之成功对接呢？这就要依靠航
天器的交会对接技术。
图1.16
2022 年11 月1 日，梦天实验舱与空间站组合体在轨交会对接模拟图
所谓交会，即轨道交会，是指两个航天器同时到达宇宙空间预定的同一
地点，而且在相遇时它们的相对速度接近于零，即相对静止。交会后，通过
专门的对接装置，控制一个航天器与其对接目标——另一个航天器相互接
触，并将两者连接成一个整体，这就叫作对接。航天器的交会和对接，一般
分为四个阶段：地面引导、自动寻找目标、接近和停靠、对接合拢。完成交
会和对接一般需要3 ~ 4 h。2011 年，我国天宫一号目标飞行器与神舟八号
飞船交会对接任务圆满成功。由此，我国成为世界上第三个独立掌握太空交
会对接技术的国家。
两个航天器在太空交会和对接，不仅可使空间站的宇航员来去自由，而
且给后勤补给和设备维修带来方便，使空间站得以正常运行。航天器交会对
接技术在军事上也具有重大的意义。
1
运
动
和
静
止
1.3 快还是慢
猎豹跑得很快，而蜗牛却爬得很慢。自然界中做机械运动的物
体，其运动的快慢是千差万别的。
速
度
想一想
校运动会的百米赛跑通常是如何决定名次的？你还有其他的判断方法吗？
实
验
比较两辆玩具车运动的快慢
材料与仪器
两辆玩具车，钢卷尺，秒表。
步骤
1. 每4 名同学组成一个小组，
做好测量和记录的准备。
比值定义法
物理学中，常用两个基本物理量的
比值来定义一个新的物理量，这种方法
称为比值定义法，它是建立物理概念的
一个重要方法。比值定义法中的两个基
本物理量通常是可以直接测量的，称为
直接测量量。
比值定义法的基本特点：被定义的
物理量往往反映物质（或物体）本身的
属性和特征，它是客观存在的，不随定
义所用的物理量的变化而变化。
图1.17
实验材料与仪器
1
运
动
和
静
止
2. 先规定好两辆玩具车的行驶路程并做记录，再分别测量两辆玩具
车通过该路程的行驶时间。测量三次，算出各自的行驶时间的平均值。
表1.1
比较两辆玩具车通过相同路程的行驶时间实验记录
行驶路程：
第一次
行驶时间/ s
第二次
行驶时间/ s
第三次
行驶时间/ s
行驶时间的
平均值/ s
甲车
乙车
3. 先规定好两辆玩具车的行驶时间并做记录，再分别测量两辆玩具
车在相同时间内的行驶路程。测量三次，算出各自的行驶路程的平均值。
表1.2
比较两辆玩具车在相同时间内的行驶路程实验记录
行驶时间：
第一次
行驶路程/ m
第二次
行驶路程/ m
第三次
行驶路程/ m
行驶路程的
平均值/ m
甲车
乙车
分析与思考
1. 甲、乙两车运动的快慢关系是怎样的？步骤2 和步骤3 运用的
原理有什么区别？
2. 实验过程中为什么要通过多次测量，算出行驶时间和行驶路程
的平均值？
3. 在生产和生活中，有很多时候需要定量地确定物体运动的快慢，
这时可以采取哪些方法？需要测量哪些数据？
比较物体运动的快慢有两种方法：一是比较物体通过相同路程所用的时间，
耗时越短的物体运动得越快；二是比较物体在相同时间内通过的路程，通过的
1
运
动
和
静
止
路程越长的物体运动得越快。
物体在单位时间内通过的路程叫作速度（velocity）。它是反映物体运
动快慢的物理量，用公式表示：
速度= 路程
时间
通常用v 表示速度，用
表示路程，用t 表示时间，则速度公式可以
写成：
v =
在国际单位制中，路程的单位是“米”（meter），时间的单位是
“秒”（second），因此速度的单位是“米/ 秒”，单位符号是“m / s”
或“m ·s
－1”，读作“米每秒”。在日常生活中，常用的速度单位还有
“千米/ 时”，单位符号是“km /ｈ”或“km ·h
－1”，读作“千米每
小时”。
1 m/s = 3.6 km/h
在日常生活中，我们通常会用到很多单位。
针对被测物体的大小，我们还可采用更大或更小的长度单位，例如，千
米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（m）和纳米（nm）
等。它们之间的换算关系：
1 km = 1 000 m = 10
3 m
1 m = 10 dm = 10
2 cm = 10
3mm = 10
6 m = 10
9 nm
宇宙学中要用到更大的长度单位——光年（l.y.），1 l.y.等于光在真空中
一年内走过的路程，约为9.46 × 10
15 m。
其他常见的时间单位有小时（h）、分（min）、毫秒（ms）和微秒（s）
等。它们之间的换算关系：
1 h = 60 min = 3 600 s
1 s = 10
3 ms = 10
6 s
1
运
动
和
静
止
小资料
表1.3
常见物体的运动速度
物体
速度/（m·s
－1）
物体
速度/（m·s
－1）
约240
3 ~ 5
55 ~ 100
1.1 ~ 1.5
28 ~ 33
0.001 5 ~ 0.005 4
变速运动与平均速度
想一想
G79 次列车10：00 从北京西站出发，当日18：31 到达香港西九龙站，行程
为2 439 km。该列车的速度是多少？在列车行驶的过程中，它的运动速度有没
有变化？
读
图
为了反映两只蜗牛的运动情况，某人使用相机拍摄了一张多次曝光的照片。
已知每隔1 s 曝光一次（如图1.18 所示），思考下面的问题。
图1.18
A、B 两只蜗牛的运动情况
A
B
图中A、B 两只蜗牛在每一段相等的时间内爬过的路程各有什么特点？
1
运
动
和
静
止
如果物体沿直线运动，且在任何一段相等的时间内通过的路程都相
等，这样的运动称为匀速直线运动；如果在相等的时间内通过的路程不相
等，这样的运动称为变速直线运动。
一般情况下，物体的运动速度是变化的。例如，汽车在上坡时速度会减慢，
火车进站和出站时的速度小于在两站之间的运动速度。自然界中的大多数物体
在做变速运动。
对于做变速直线运动的物体，用它在某一段时间内通过的路程除以这
一段时间，得到的是该物体在这段路程上（或在这段时间内）的平均速度
（average velocity）。因此，用速度公式（v =
）算出来的是物体的平均
速度。
对于做匀速直线运动的物体来说，速度公式则能准确地计算它在运动
过程中任意时刻的速度。
讨
论
图1.19
公路交通标志
下一出口
2 km
40
1. 甲、乙两地间的公路全长120 km，
此公路最高限速为60 km / h。一天，某司
机14：00 从甲地出发，于当日16：00 到达
乙地，途中被机动车测速仪记录到超速违
章一次。该司机申辩，他用了2 h 走完全
程，平均速度恰好是60 km / h，并没有超
速违章。你认为该司机的话有道理吗？
2. 你知道图1.19 中的两个交通标志的
含义吗？在遵守交通规则的前提下，汽车
从标志牌处行驶到下一个出口最快需要几分钟？
1
运
动
和
静
止
技
能
长度的测量
图1.20
正确读数的方法
在长度的测量中，我们常用的工具有刻
度尺、卷尺、游标卡尺和螺旋测微器等。下
面以刻度尺为例介绍长度的测量方法。
在测量前，首先观察刻度尺的零刻度线
是否磨损，量程以及分度值是多少。
测量时，零刻度线要与被测物体的一端
对齐。如果零刻度线被磨损了，则应将其他
未被磨损的刻度线与之对齐，同时刻度尺上有刻度的一边应紧贴并平行于被测
边。末端读数与起点读数之差，就是被测物体的长度。
读数时，视线要正对刻度线。在物理实验中，往往要求长度的测量比较精
确，此时，就要进行估读，即读到分度值的下一位。米尺或三角板刻度的最小
单位是毫米，用它们只能准确地读到毫米，毫米以下为估读值。例如，图1.20
中的钉子长3.49 cm，小数点后的第二位0.09 cm 即估读出来的，它表示用这种
测量仪器得到的数据从小数点后第二位开始就不精确了。无论用什么测量仪器，
只能读得一位估读值。
时间的测量
在时间的测量中，我们常用的工具有秒表、手表等。
机械秒表有两根针，长的为秒针，短的为分针。表的上端有一个按钮，可
用它启动秒表、停止秒表和恢复零点。秒表的使用方法如下。
1. 使用前，检查秒表指针是否在零点。若不在零点，读数时须加上或减去
此值。
2. 握住表体，用拇指或食指按一下按钮，表开始走动。按第二下，秒针与
分针全部停止，即可读数。按第三下，秒针和分针均返回零点。
1
运
动
和
静
止
反馈与评价
一、判断题
1. 猎豹最快能用3s多跑完100 m，旗鱼的游速最高可达108 km/h，褐海燕飞得最快时
每分钟能飞5 km。三种动物中猎豹的最高时速最大。
（
）
2. 如图1.21 所示，根据长度的测量方法，读出被测物体的长度是1.7 cm。（
）
4
5
6（cm）
图1.21
测量长度
3. 自然界中的大部分物体在做匀速运动。
（
）
二、选择题
1. 下列运动中属于生命运动的是（
）。
A. 落叶随风飘零
B. 夕阳西下
C. 向日葵向着太阳转动
D. 河水流淌
2. 歌曲《红星照我去战斗》中这样唱道：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”
“竹排江中游”和“青山两岸走”各自的参照物是（
）。
A. 江岸和江岸
B. 江岸和竹排
C. 竹排和江岸
D. 竹排和竹排
1. 地球同步通信卫星虽然绕地球转动，但地球上的人看到它在空中静止不动。你能解
释这一现象吗？
2. 《龟兔赛跑》是一则著名的寓言。请你分析在这段赛程中，乌龟和兔子相比较，谁
的平均速度快？为什么？
3. 古人和现代人是如何测量时间的？测量时间的工具是如何发展变化的？请你说出你
所知道的测量时间的工具，并谈谈这些工具的发展对科技进步有什么重要的意义。
1
运
动
和
静
止
同学们利用假期坐汽车到外地旅游。在汽车上，小明提出一个问题：谁能设法估测出
汽车的平均速度？大家积极思考，想出了很多办法。小刚的方法如下。
观察高速公路旁的里程碑，通过里程碑上标示的里程数可以知道汽车行驶的路程。利
用手表记下时间t 内汽车通过的路程（s2 s1）（s2为计时结束时的里程数，s1为计时开始时
的里程数），则汽车的平均速度为v = （s2 s1）/ t 。
你认为小刚的方法还可以改进吗？如何得出更准确的结果？请谈谈你的看法，并提出
其他测量方法。
本章要点
速度
举
例
按运动轨迹分类
化学运动
生命运动
光运动
声运动
热运动
机械运动
电磁运动
v= s
t
公
式
按速度分类
匀
速
直
线
运
动
变
速
直
线
运
动
曲
线
运
动
运
动
直
线
运
动
知识结构
1. 运动是物质世界的根本属性。自然界中物质的运动形式多种多样，有光
运动、电磁运动、声运动、热运动、机械运动、化学运动以及生命运动等。不
1
运
动
和
静
止
同形式的运动可以相互转化。
2. 当一个物体相对于另一个物体的空间位置发生了变化，则称该物体在做
机械运动。在机械运动中，要判断一个物体是运动的还是静止的，需要选择参
照物。一般来说，选取的参照物不同，对物体运动状态的描述也不同。物体的
静止是相对的。
3. 如果物体沿直线运动，且在任何一段相等的时间内通过的路程都相等，
这样的运动称为匀速直线运动；如果在相等的时间内通过的路程不相等，这样
的运动称为变速直线运动。
4. 反映物体运动快慢的物理量是速度，它表示物体在单位时间内通过的路
程。速度的公式：v =
。在匀速直线运动中，用速度公式算出来的就是物体在
运动过程中任一时刻的速度。在变速直线运动中，用速度公式算出来的就是物
体的平均速度。
本章核心素养
1. 了解形式多样的运动，知道运动是物质世界的根本属性，具有初步的
运动观。
2. 能运用运动的相对性原理对接力赛、空中加油、航天器交会对接等具体
情景中体现出的物理现象进行推理，并得出结论。
3. 制订初步的比较物体运动快慢的实验方案，使用卷尺和秒表等器材进行
实验，获取数据，并得出结论。
4. 知道科学是对自然现象的描述与解释，科学研究需要观察、实验和推理，
乐于思考自然现象发生的原因和规律。
力
中国人民解放军海军山东舰是我国自主设计建造的第一艘国
产航空母舰，长约315 m，宽约75 m。
山东舰是名副其实的万吨巨轮，它为什么可以轻松地漂浮在海
面上？它受到了哪些力的作用？如何测量和描述这些力呢？
2
力
2.1 力的作用
你听说过“拔山之力”“缚鸡之力”的说法吗？这些有关力的
描述你也许并不陌生。在生活中，力的现象无处不在，它对我们的
生产和生活都有非常重要的作用。
力是什么
想一想
你看得见力吗？你怎么知道力的存在呢？
读
图
读图2.1—图2.6，思考下面的问题。
图2.2
电磁起重机
图2.5
随着传送带运动的物体
图2.1
撑破水泥地面的树根
图2.4
瀑布
图2.3
拉力器
图2.6
举重
这些生活中常见的力的现象说明了什么？
2
力
植物生长时，树根的力量可以撑破水泥地面；电磁起重机可以自如地吸起
或放下钢铁；拉力器使我们感受到弹力；瀑布之所以向下倾泻是因为存在重力；
物体之所以随传送带运动是因为存在摩擦力……力的现象无处不在。这些常见
的力的现象中，都存在一个物体对另一个物体的作用。
力（force）是物体对物体的作用。自然界中最常见的力有重力、摩擦
力、弹力和浮力等。
力的作用是相互的
想一想
人为什么能够从地面蹦起来？鱿鱼为什么能在水中快速游动？火箭为什么
能冲上天空？左手用力拍右手，两只手都会感到痛，这是为什么？
活
动
制作喷气式“飞机”
准备气球、细线、橡皮筋、吸管、几根不同粗细的空塑料管、透明胶和剪刀
等材料和工具。
图2.7
喷气式“飞机”
如图2.7 所示，将穿有吸管的
细线的两端固定，组装一个喷气式
“飞机”。选择粗细不同的塑料管作
为气球的喷气管。
分析与思考
喷气式“飞机”为什么能向前冲？不同粗细的喷气管对喷气式“飞机”的
速度有影响吗？
2
力
图2.8
发球
图2.9
接球
图2.10
头球
运动员用头顶
球，使球的运动方
向发生改变。
足球运动员正在发球，
脚对球的作用力使球从静止
状态变为运动状态。
守门员迅速接住飞来的
球，手对球的作用力使球从
运动状态变为静止状态。
实验证明，力的作用是相互的。当一个物体对另一个物体施力时，同
时受到后者对它的反作用力。
人能够从地面蹦起来，是因为人用力向下蹬地面时，地面给人一个向上的
力；鱿鱼能在水中迅速游动，是因为当鱿鱼从腹腔喷出水时，水流会给鱿鱼一
个与喷水方向相反的作用力，推动鱿鱼快速游动；火箭能够冲向天空，是因为
燃料燃烧向下喷射气体的同时，喷出的气体对火箭产生了向上的推力；左手用
力拍右手，两只手都会感到痛，是因为右手会给左手一个反作用力。
力的作用效果
想一想
物体受到力的作用时会发生怎样的变化？
读
图
读图2.8—图2.12，思考下面的问题。
力有怎样的作用效果？
2
力
图2.12
书本压弯隔板
书本放在隔板
上，对隔板的作用
力使隔板变弯。
大雪落在树枝
上，对树枝的作用
力使树枝变弯。
图2.11
大雪压弯树枝
物体由静止变为运动，由运动变为静止，以及运动快慢或运动方向的
变化称为运动状态的变化。力能使物体的运动状态发生改变，也能使物体
的形状发生改变。
讨
论
折一个纸飞机，并将它扔向空中。在这个过程中，力起了什么作用？两个
物体一定要相互接触才能发生力的作用吗？
弹
力
想一想
你听说过“百步穿杨”的故事吗？你知道箭是被什么力射出去的吗？
读
图
读图2.13—图2.15，思考下列问题。
1. 盒子中的小兔子为什么会自己跳出来？
2. 小朋友为什么在蹦床上能跳得那么高？
2
力
3. 摩托车减震器是怎么工作的？
4. 它们具有什么共同特性？
图2.15
摩托车减震器
图2.14
蹦床
减震器
图2.13
装有弹簧的玩具
物体受到外力的作用后形状发生了改变，而去掉外力后又能恢复原来
的形状，物体的这种性质叫作弹性。物体发生弹性形变时，会产生一种企
图恢复原来形状的力，这种力叫作弹力（elastic force）。
力的大小
想一想
力有大小吗？我们怎样才能知道力的大小呢？
实
验
用弹簧测力计测量力的大小
材料与仪器
头发，木块，支架，长木板，弹簧测力计。
步骤
1. 把弹簧测力计挂在支架上。观察每一小格表示多少牛，它的量
程是多少。
2
力
2. 用手拉挂钩，使指针分别指到1 N 和5 N。感受一下，1 N 和5 N
的力有多大。
3. 在水平放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速前进，读出
拉力的大小。
4. 在倾斜放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速上升，读出
拉力的大小。
5. 把一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上，用力拉头发，读出头发
被拉断时拉力的大小。
分析与思考
1. 使用弹簧测力计时有哪些注意事项？
2. 实验过程中，采用什么方法能使测得的结果更加准确？
图2.16
1 N 的力有多大？
用手托起装有
100 mL 水的瓶子，
所用的力大约是1N。
为了定量地确定力的大小，必
须规定力的单位。在国际单位制
中，力的单位是牛顿（newton），
简称“牛”，用字母N 表示。用来
测量力的工具称为测力计，实验室
常用的测力计是弹簧测力计。
阅读材料
牛
顿
牛顿（Isaac Newton，1643—1727），英国物理学家、天文学家、数学
家和自然哲学家。在力学上，他在概括和总结前人研究成果的基础上，通过
自己的观察和实验，提出了“三大运动定律”，并发现了“万有引力定
律”；在热学上，他系统地表述了冷却定律；在光学上，他发现白光是由各
种不同颜色的光构成的，还创立了光的“微粒说”；在天文学上，他发明了
2
力
图2.17
牛顿
反射望远镜；在数学上，他发现了二项式定
理，从数学上论证了万有引力定律，和莱布
尼茨并称为微积分的创始人。
作为举世公认的卓越的科学巨匠，牛顿
谦逊地说：“如果说我比别人看得远些，那
是因为我站在巨人的肩上。”
力的示意图
想一想
力除了有大小外，还有哪些要素？怎样才能形象地描述力？
活
动
探究力的方向和作用点
1. 如图2.18 所示，试着从不同的方向推木箱。从什么方向更容易将木箱
推动？
A
B
A
B
图2.18
力的方向
图2.19
力的作用点
2. 如图2.19 所示，将一块砖直立在桌面上。通过砖的哪一点用力更容易
将它推倒？
2
力
力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。我们把力的大小、方
向和作用点称为力的三要素（力通常用F 来表示）。
F
图2.20
力的示意图
在物理学中，通常用一根带箭头的线
段表示力：在受力物体上沿着力的方向画
一条线段，在线段的末端画一个箭头表示
力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。这样的图叫作力的示意图
（如图2.20 所示）。在同一幅力的示意图中，力越大，线段越长。有时还
可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。这样，用一条带箭头
的线段就把力的大小、方向和作用点都表示出来了。
跨学科实践活动
自制简易测力计
图2.21
自制简易测力计的材料
测力计是测量力的大小的仪器。用
图2.21 中给出的材料设计制作一个简
易测力计。
1. 橡皮筋未挂重物时，在木板上标
出零刻度线。
2. 将50g的钩码挂在橡皮筋上，在
木板上标出0.5 N 刻度线（一般情况下，在地球上50 g 的钩码产生的拉
力约为0.5N）；把剩下的50g的钩码依次挂上去，分别记下1N、1.5N、
2 N 等刻度线。
拓展思考
在制作简易测力计的过程中，钩码能无限地加下去吗？为什么？
在上面的活动中，若想制作一个更精确的测力计，你应该如何改进？
你还知道哪些类型的测力计？
2
力
2.2 在重力作用下
成熟的苹果会从树上掉下来，向空中抛出的球总会落回地面……
地球上的所有物体都会受到同一种力的作用。
重
力
想一想
图2.22
地球上的人
人为什么能站在地面上而不是悬浮在空中？
读
图
读图2.23 和图2.24，思考下面的问题。
图2.23
生长在地球上的豆苗
图2.24
生长在太空中的豆苗
生长在地球上的豆苗整整齐齐，而生长在太空中的豆苗却东倒西歪，这是
为什么？
地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力（gravity）。
重力的方向总是竖直向下的。地球上的物体都会受到重力的作用。重力的
大小简称物重，可以用弹簧测力计测量，它的单位是牛顿（N）。
2
力
地球上的一切生物都受到重力的影响，并且适应了在重力环境下的生长和
生活。地球上的崇山峻岭、江河湖海，无一不在重力的作用下呈现着它们的面
貌。人类的生产和生活同样离不开重力。
重力与质量
想一想
在日常生活中，人们常说某物体重多少千克，实际上是指该物体的质量是
多少千克，并不是它所受重力的大小。那么重力的大小与质量有什么关系呢？
活
动
利用弹簧测力计研究重力与质量的关系
准备一个弹簧测力计和若干个质量均为100 g 的钩码。依次在弹簧测力计
下方挂钩码１个、２个、３个……测出它们受到的重力，并计算重力与质量的
比值。将测量和计算的结果填入表2.1。
表2.1
研究重力与质量的关系活动记录
钩码质量/ kg
重力/ N
重力
质量/（N·kg
－1）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
…
物体的质量越大，所受的重力也越大，而且重力与质量的比值是一个
定值。用g 表示这个值，则
= 重力
质量= 9.8 N / kg，它表示质量为1 kg 的物
体受到的重力为9.8 N。粗略计算时，
可取10 N / kg。
通常用G表示重力，m 表示质量，则重力与质量的关系可写成G＝mg，
这说明物体受到的重力和它的质量成正比。
2
力
阅读材料
重
心
地球吸引物体的各个部分。但是，对于整个物体，从效果上看，我们可
以认为各个部分受到的重力作用集中于一点，这个点叫作物体的重心。
质地均匀、外形规则的物体的重心在它们的几何中心上。如正方形薄板
的重心在两条对角线的交点，球的重心在球心，粗细均匀的棒的重心在它的
中心。
G
G
G
图2.25
物体的重心及所受重力的示意图
只有地球上才有重力吗？
无论是在地球上，还是在其他天体上，物体都会因天体的吸引而受到重力
影响。物体在某处所受重力的大小主要是由天体与物体的质量决定的。如果到
月球上去，你受到的重力只有地球上的六分之一。所以，在月球上，你会觉
得轻飘飘的。如果你用在地球上走路时的力向后蹬地，月球表面给你的反作
用力会使你很难站稳，所以宇航员在月球上是小心地蹦着“走路”的。
图2.26
在月球上的宇航员
2
力
2.3 二力平衡
我们可以看到许多相对于地面保持静止或者做匀速直线运动的
物体，如放在教室里的书桌、挂在枝头的梨、沿直线匀速行驶的火
车等。这些物体都受到了力的作用，但运动状态未改变。
平衡状态
想一想
天花板上的吊灯受到了重力的作用吗？它为什么不会掉下来？
活
动
探究力的平衡
1. 如图2.27 所示，用手提着挂有100 g钩码的弹簧测力计，在空中静止不
动，记下弹簧测力计的示数F1。
2. 如图2.28 所示，用手提着挂有100 g 钩码的弹簧测力计，缓慢地匀速上
升，记下弹簧测力计的示数F2。
图2.27
手提弹簧测力计和钩码，在空中静止不动
图2.28
手提弹簧测力计和钩码，缓慢地匀速上升
2
力
分析与思考
1. 当弹簧测力计和钩码在空中静止不动时，钩码受到哪些力的作用？
2. 当弹簧测力计和钩码缓慢地匀速上升时，钩码受到哪些力的作用？
3. F1与F2的大小关系如何？
当物体保持静止或匀速直线运动状态时，我们就说物体处于平衡状
态。处于平衡状态的物体所受的力称为平衡力。如果物体只受到两个力且
处于平衡状态，就叫作二力平衡。
二力平衡的条件
想一想
作用在一个物体上的两个力，符合什么条件才能使物体处于平衡状态呢？
实
验
研究二力平衡的条件
材料与仪器
图2.29
实验器材与装置
直径为5 ~ 6 cm 的轻质塑料瓶盖，细线，
木板，滑轮，钩码。
步骤
1. 在瓶盖某一直径的两端各钻一个小孔并
系上细线，实验过程中始终保持瓶盖的初始位置
在木板的竖直中心线上。
2. 在滑轮两边的细线上挂上不等重的钩码，观察瓶盖的运动状态。
然后在滑轮两边的细线上挂上等重的钩码，观察瓶盖的运动状态。
2
力
3. 在滑轮两边的细线上挂上等重的钩码。将瓶盖竖直向下拉一段
距离，然后松开手，观察瓶盖的运动状态。
4. 在滑轮两边的细线上挂上等重的钩码。将瓶盖在竖直平面上
扭转一个角度，使两条细线相互平行，然后松开手，观察瓶盖的运动
状态。
图2.30
研究二力平衡的条件
分析与思考
1. 在步骤2 中，两边挂不等重的钩码时，瓶盖如何运动？这时，作
用在瓶盖上的两个力的大小和方向如何？两边挂等重的钩码时，作用
在瓶盖上的两个力的大小和方向又是怎样的？
2. 在步骤3 中，瓶盖的运动状态是怎样的？
3. 在步骤4 中，刚松手时，作用在瓶盖上的两个力有什么关系？
松开手后，瓶盖又是怎样运动的？
由上面的实验可知：仅当作用在瓶盖上的两个力大小相等，方向相反，而
且在同一条直线上时，瓶盖才能保持静止状态。
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一
条直线上，这两个力就彼此平衡。
2
力
2.4 生活中的摩擦力
当你走路时，鞋底与地面之间产生了摩擦力；当你吃饭时，
手与筷子之间产生了摩擦力；当你写字时，笔尖与纸之间产生了
摩擦力……摩擦力无处不在，且深深地影响着我们的生活。
摩擦力
想一想
当你走路、骑车、穿衣、吃饭时，如果一切物体表面都是光滑的，你会怎
样呢？
读
图
读图2.31—图2.33，思考下列问题。
图2.31
小猴抱住椰树
图2.32
人推桌子，桌子不动
图2.33
汽车匀速行驶
1. 小猴为什么不会掉下来？重力和什么力平衡？
2. 人推桌子，桌子不动，推力和什么力平衡？
3. 汽车匀速前进，牵引力和什么力平衡？
2
力
当相互接触的两个物体发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触
面上会产生阻碍这种相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫作摩擦力
（friction force）。
在相对运动中产生的摩擦力称为动摩擦力，如运动中的车轮与地面产生的摩
擦力；存在相对运动趋势，但相对运动还未发生时产生的摩擦力称为静摩擦力，
如站在坡道式自动扶梯上的人与扶梯表面产生的摩擦力。由于两个物体间的相对
运动有滑动和滚动，所以动摩擦力可分为滑动摩擦力和滚动摩擦力，如滑行中的
滑雪板与雪地之间的摩擦力为滑动摩擦力，滚动的足球与地面之间的摩擦力为滚
动摩擦力。
图2.36
滑行中的滑雪板
图2.34
行驶的摩托车
图2.37
滚动的足球
图2.35
坡道式自动扶梯上的乘客
影响滑动摩擦力大小的因素
想一想
分别在水平的木桌表面和玻璃表面慢慢地推动同一本厚重的书，在哪种表
面上推此书更省力？为什么？
2
力
实
验
研究滑动摩擦力的大小和哪些因素有关
图2.38
实验材料与仪器
材料与仪器
长木板，砂纸，物理小车，
大砝码，弹簧测力计。
步骤
1. 用弹簧测力计沿水平方向拉着物理小车在以下四种情况下（见
表2.2）做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数。
2. 根据二力平衡的条件，计算出物理小车在以下四种情况下分别
受到的摩擦力，并记录在表2.2 中。
表2.2
研究不同条件下物理小车受到的摩擦力实验记录
条件
弹簧测力计
的示数/ N
物理小车受到
的摩擦力/ N
用弹簧测力计拉着物理小车
（倒置）在长木板上匀速前进
用弹簧测力计拉着物理小
车（倒置）在砂纸上匀速前进
在物理小车（倒置）上加一
个大砝码，用弹簧测力计拉着物
理小车在砂纸上匀速前进
在物理小车上加一个大砝
码，用弹簧测力计拉着物理小
车在砂纸上匀速前进
分析与思考
1. 哪种条件下物理小车受到的力是滑动摩擦力？哪种条件下物理小
车受到的力是滚动摩擦力？
2. 滑动摩擦力的大小和哪些因素有关？
2
力
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩
擦力越大。滑动摩擦力的大小还与作用在接触面的压力有关，接触面受到
的压力越大，滑动摩擦力就越大。
用滚动代替滑动可以使摩擦力大大减小。
摩擦力的利与弊
想一想
摩擦力有什么作用？在生产和生活中，哪些摩擦力是必需的？哪些摩擦力
会造成危害？
读
图
读图2.39，思考下列问题。
自行车的刹车片
刹车片
图2.39
增大或减小摩擦力的方法
轮胎
旱冰鞋
气垫船
1. 人们分别采取什么措施来增大或减小摩擦力？
2. 你能举出其他实例吗？
2
力
在日常生活中，走路、骑车、穿衣、吃饭都离不开摩擦力。用铅笔在纸上
写字，就是利用铅笔和纸面之间的摩擦力。但摩擦力也会带来危害，例如，摩
擦力会使工件受损，摩擦力造成的高温还有可能带来安全事故。因此，减小有
害的摩擦力是非常必要的。
常用的减小摩擦力的方法：使接触面变光滑；将滑动改为滚动；使两
个互相接触的摩擦面彼此分开，如在两个相互接触的物体间加一些润滑
油、利用压缩气体形成的气垫将两个物体隔开等。
跨学科实践活动
创作“失去摩擦力的三分钟”科幻小说
摩擦力在生产生活中无处不在，有利也有弊。如果在某一时刻，
摩擦力突然消失了，我们的世界将会发生哪些奇妙的变化？请你发挥
想象，以“失去摩擦力的三分钟”为主题创作一篇科幻小说。
活动建议如下。
1. 字数为500 字左右。
2. 内容体现科学原理。
3. 以班级为单位组织作品展评。
2
力
2.5 浮与沉
乒乓球可以浮在水面，铁钉会沉到水底，潜水器却可以自由地
上浮或下潜……所有浸在水中的物体，都受到了水给它们的力。
浮
力
想一想
图2.40
曹冲称象
航空母舰能够平稳地行驶在海洋
上，而扔到水中的铁钉却很快沉到水
底，是什么力使航空母舰浮在水面上
呢？沉入水中的铁钉是否也受到这种
力的作用呢？
你一定听说过曹冲称象的故事，
曹冲利用什么原理称出了大象的质量？
实
验
探究浮力的大小与物体排开液体所受的重力的关系
材料与仪器
弹簧测力计，溢水杯，小桶，小铁块，小木块。
步骤
1. 用弹簧测力计分别测出小桶和小铁块所受的重力。
2. 将小铁块挂在弹簧测力计上，浸入盛满水的溢水杯中，用小桶
收集小铁块排开的水。读出此时弹簧测力计的示数，计算出小铁块所
2
力
受浮力的大小。
图2.41
探究物体所受浮力的大小与其排开液体所受的重力的关系
3. 用弹簧测力计测量盛了水的小桶所受的重力，并计算出小铁块
排开的水所受的重力。
4. 比较小铁块所受的浮力与它排开的水所受的重力的大小关系。
5. 再取一小木块，重复上述步骤。
分析与思考
1. 能否用一个能溶于水的小物体来做此实验？
2. 实验显示物体所受的浮力与其排开液体所受的重力有什么关系？
浸入水中的物体变“轻”了，这是因为物体受到水对它向上托的力。
同样，放在其他液体中的物体也会受到液体对它向上托的力。这个向上的
托力称为浮力（buoyancy force）。浮力的方向总是竖直向上的。
实验发现：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排
开的液体所受的重力。
这就是著名的阿基米德原理（Archimedes principle），用公式表示：
F浮= G排=
液gV排
其中，
液指液体的密度，V排指物体排开液体的体积。
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。浸入气体里的物体受
到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的气体所受的重力。
2
力
讨
论
吃水线又称为船舶载重线，它的含义是什么？
图2.42
船与吃水线
物体的浮沉
想一想
图2.43 “奋斗者”号
2020 年11 月10 日，“奋斗者”号全海
深载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，创
造了10 909 m 的中国载人深潜新纪录，标志
着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先
水平。“奋斗者”号既能够潜入水底，也能
够浮出水面。影响物体浮沉的因素有哪些？
活
动
下沉的塑料瓶
材料
盛水的桶，空塑料瓶，细沙。
2
力
步骤
1. 往空塑料瓶中装入少量细沙，然后将塑料瓶放入水桶，使它竖直漂浮
在水中。观察它漂浮在水面的位置，并在瓶外壁做上记号。
2. 再往塑料瓶中装入少量细沙，然后将塑料瓶放入水桶，观察它竖直漂浮
在水面的位置，并在瓶外壁做上记号。
3. 重复步骤2，直到塑料瓶沉到水底。
漂浮的橡皮泥
材料
盛水的盆，两块相同的橡皮泥。
步骤
1. 将一块橡皮泥揉成团，放入水中，观察它的浮沉情况，并记录观察结果。
2. 将另一块橡皮泥捏成碗状，碗口向上放入水中，观察它的浮沉情况，并
记录观察结果。
分析与思考
比较两个活动，分析物体的浮沉与哪些因素有关。
浸在液体中的物体，既受到浮力的作用，又受到重力的作用。
当浮力小于重力时，物体就会下沉；当浮力大于重力时，物体就会上
浮；当浮力等于重力时，物体静止不动，处于悬浮或漂浮状态。
重力
浮力
浮力
浮力
重力
重力
①F ＜
浮
G
图2.44
物体的浮沉
②F ＞
浮
G
③F ＝
浮
G
2
力
讨
论
死海位于约旦西部的西亚裂谷中，是一个内陆盐湖。因该湖中含有大量的
盐类，除某些耐盐细菌及藻类外，水生植物和鱼类等生物不能在其中生存，故
得名“死海”。奇怪的是，游客能仰卧在死海的水面上而不会下沉，试解释其
原因。
图2.45
仰卧在死海的水面上的游客
跨学科实践活动
编排“阿基米德原理的发现”科普剧
通过查阅书籍或上网，了解阿基米德原理背后的故事，并与同学
们合作编排以“阿基米德原理的发现”为主题的科普剧。
活动建议如下。
1. 科普剧的时长为15 min 左右。
2. 内容体现科学精神及科学方法。
3. 同学们可以自主选择出演的角色，或承担幕后工作。
4. 同学们可以自行设计演出服，以增强演出效果。
2
力
2.6 动不了与停不住
力能使一个静止的足球运动起来，也能使一个飞行的羽毛球改
变方向。但是，如果静止的足球不被踢动，就会继续保持静止；飞
行的羽毛球不被拍打，就会继续朝前方飞行一段距离。
牛顿第一定律
想一想
如果不受外力的作用，静止的物体会运动起来吗？
如果不受外力的作用，运动的物体会一直运动下去吗？
实
验
研究物理小车在不同材料表面上的运动
材料与仪器
斜面，木板，毛巾，玻璃板，物理小车，卷尺。
图2.46
实验材料与仪器
步骤
1. 让物理小车从斜面顶端自由滑下，在木板表面运动一段距离
后停下来。测量物理小车在木板上运动的距离并做记录。
2
力
2. 在木板表面铺上一条毛巾，让物理小车从斜面顶端自由滑下，
测量物理小车在毛巾上运动的距离并做记录。
3. 将毛巾换成玻璃板，让物理小车从斜面顶端自由滑下，测量物
理小车在玻璃板上运动的距离并做记录。
4. 比较物理小车在木板、毛巾和玻璃板上运动的距离长短。
表2.3
物理小车在不同材料表面上的运动实验记录
木板表面
毛巾表面
玻璃板表面
运动的距离/ cm
分析与思考
1. 在实验中，无论水平表面
是何种材料，物理小车的速度都
会越来越小，直至停下来。这是
为什么？水平表面变得粗糙或光
滑时，物理小车运动时受到的阻
力、行驶的距离和速度减小的快
慢分别会有怎样的变化？
2. 假设物理小车在运动过程
中不受任何阻力，它的运动状态
会是怎样的？
3. 运用本实验中的原理，我
们可以采取哪些措施提高火车的
速度？
尽管实验中不可能做到物理小车在水平方向上不受摩擦力的作用，但是我
们可以推测：如果水平面十分光滑，以至于物体受到的阻力为零，那么物体的
运动速度就不会减小，而是保持恒定不变的速度永远运动下去。
思想实验
思想实验又叫作理想实验、假想实
验、思维实验，是指在特定的条件下，依
靠科学原理，通过逻辑推理在头脑中实施
的实验活动。它按物理、化学等实验的
格式展开，主要过程和结果均以逻辑的
形式表述。它是在物理、化学等实验无
法进行的情况下，采用的一种特殊的科学
研究方法。
思想实验有很多，如伽利略的思想实
验，爱因斯坦的有关相对论的思想实验。
思想实验对科学的发展和进步具有举足轻
重的作用。
2
力
牛顿在总结伽利略等人研究成果的基础上，认为一切物体在没有受到
外力的作用时，总是保持静止或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第
一定律。
阅读材料
伽利略的思想实验
图2.47
伽利略
伽利略（GalileoGalilei，1564—1642）是
意大利物理学家和天文学家，近代科学研究
方法的先驱。他自幼对音乐、诗歌、绘画以
及机械有浓厚的兴趣。他注重观察，善于思
考，不迷信权威，敢于向传统思想挑战。
伽利略为了探讨力和运动的关系，设计
了如图2.48 所示的著名的思想实验。他认为
让小球从同一高度沿光滑轨道下滑，到达最
低点后，再沿着不同坡度的斜面上升，小球
总能上升到原来的高度。当右边轨道的坡度
逐渐减小时，要达到相同的高度，轨道将越来越长；如果它完全降到水平
面，小球将沿着水平方向永远运动下去。
图2.48
伽利略的思想实验
由于不可能获得绝对光滑的轨道，上述结论是通过推测得到的，所以
上述实验称为思想实验。根据伽利略的实验和结论，法国科学家笛卡儿
（René Descartes，1596—1650）进一步指出：如果物体不受任何力的作用，
不仅其速度大小不变，而且运动方向也不变。英国科学家牛顿在前人研究
的基础上，对自然界中物体的这一特性做了概括，得到了力学的基本定律
之一—— 牛顿第一定律。
2
力
惯
性
想一想
在高速公路上行驶的汽车为什么必须和前面的车辆保持一定的距离？
为什么公共汽车未停稳时乘客不能下车？
汽车突然开动时，车里的乘客为什么会身体向后倾？
活
动
观察物体的惯性现象
完成下列活动并解释你所看到的现象。
图2.49
小车突然停止运动
推动载有木块的小车运动，
当小车受阻停止运动时，小车上
的木块会立即停下来吗？
图2.50
迅速击打最底层的棋子
迅速击打最底层
的棋子，上面的棋子
会倒下吗？
牛顿第一定律告诉我们：一切物体都有保持静止或匀速直线运动状态
不变的性质，我们把物体的这种性质叫作惯性（inertia）。因此，牛顿第
一定律也叫作惯性定律。
惯性是一切物体的固有属性。
2
力
技
能
弹簧测力计的使用
实验室常用的弹簧测力计和它的内部构造分别如图2.51 和图2.52 所示。图
2.52 所示的弹簧测力计的量程是0 ~ 5 Ｎ，分度值是0.2 Ｎ。
图2.52
弹簧测力计的外观和内部构造
图2.51
实验室常用的弹簧测力计
正确使用弹簧测力计的步骤如下。
1. 观察弹簧测力计的量程和分度值。加在弹簧测力计上的力不能超过它的
量程，否则会损坏弹簧测力计。
2. 将食指套在弹簧测力计的提环内。使用前竖直提起弹簧测力计，检查指
针是否对准了零刻度线。如果没有对准，将指针调节到“0”的位置。
3. 用弹簧测力计的挂钩提起物体，读数时视线与指针在同一水平线上。
2
力
制作水火箭
飞向太空一直是人类的梦想，中国古时候就有“嫦娥奔月”的传说，如今
我们把传说变为了现实。这一壮举的实现需要火箭的帮助，能否做一个简单的
火箭模型来模拟真实的火箭发射升空呢？
如何制作水火箭来模拟真实的火箭发射升空？
我们小组具体制作的水火箭模型与生活中的
原理一致，水火箭
的升空原理还可以应用的领域是
，主要应用在
。
本次项目实践的目标是“制作水火箭”。为了确保项目成功，首先需要明
确项目的评价标准和约束条件。
评价标准是完成项目必须满足的要求。成功的水火箭需要满足以下要求。
1. 推力足够大，能够稳定升高
，能够载重
。
2. 有降落装置以便回收使用，降落装置安装在水火箭的
。
3. 能够稳定飞行，不解体，具体能够做到
。
4.
5.
…………
约束条件是限制项目完成的因素。制作水火箭可能的约束条件有哪些？
1. 动力只能由水和空气提供。
2. 在规定的时间内完成项目。
3.
4.
…………
2
力
制作水火箭是一个复杂的过程，你可以依据项目目标把它分解成几个小任务。
任务1：探究让水火箭动起来的方法。
任务2：设计水火箭。
任务3：制作水火箭，检验成果。
1
要想制作水火箭来模拟真实的火箭发射升空，首先就需要让水火箭动起来，
你觉得有什么办法让水火箭动起来呢？
1. 想一想：火箭为什么能飞上天？
2. 往气球里装满水然后松开手，气球会怎么运动？
3. 以小组为单位讨论：我们可以用什么方法让水火箭动起来？
我们释放装满水的气球时，气球里面的水向下喷出，对气球产生反推的力，
推动气球向上运动。我们可以通过这个方法来让水火箭动起来。
火箭之所以能飞上天，是因为火箭燃料燃烧生成了炽热的气体，这些气体
从火箭尾部向下快速喷出，这些向下喷出的气体就会对火箭产生反推的力，推
动着火箭向上飞行。
2
1. 火箭能够飞得又高又稳，这是因为它们具有
特殊的外形结构。观察长征三号系列火箭，你发现
它们在外形结构上有什么特点？
2. 发射到外太空的火箭需要使用高强度的金
属、陶瓷、塑料等材料，来保证其正常运行；不同
用途的部件还需要选用不同的材料。我们在制作水
火箭时该选取哪些材料呢？
3. 以小组为单位，画出水火箭的设计图，说明
其设计原理并预测效果。
长征三号甲长征三号乙长征三号丙
图2.53
长征三号系列火箭
2
力
4. 对设计方案进行成本核算，以更好地控制成本。
5. 按照制定的方案动手制作水火箭。（为了便于操作，可以先制作一个
等比例缩小的测试版本。）
火箭的头部都是尖的，细心的同学还会发现飞机、导弹头部也是尖的。这
样设计是为了减小它们在高速飞行中受到的空气阻力，从而节约燃料。
火箭的尾巴上都有几个小“翅膀”，我们称它们为尾翼。火箭添置尾翼的
目的，主要是提高直线飞行时的稳定性。当火箭在大气中高速飞行时，会受到
气流等外部扰动，导致其偏离原来的运动轨道，此时尾翼会借助反向产生的空
气阻力使其再次回到原来的轨道上。在生活中，我们会发现飞镖、箭矢也都有
类似的尾翼。
3
根据设计图制作水火箭，在空旷的场地尝试发射，看看它是否符合评价标准。
表2.4
水火箭试飞情况记录
试飞次数
是否成功发射
飞行高度
…
3
１
能否回收使用
飞行稳定性
２
水火箭是否符合评价标准？如果不符合，请进一步改进，让它符合评价标
准，能够飞得更高、更稳。
以小组为单位向全班同学展示各自的水火箭，并根据大家的反馈进一步改进。
在展示时，请围绕以下问题有条理地展开说明。
1. 你们的水火箭选择了哪些材料？它们分别有什么作用？
2. 你们的水火箭飞行的最大高度是多少？
3. 你们的水火箭是否符合评价标准？证据是什么？
…………
2
力
反馈与评价
一、判断题
1. 在跳板跳水比赛中，运动员对跳板施力的同时，也受到跳板对运动员的反作用
力。但这两个力的作用效果不同，前者主要改变了跳板的形状，后者主要改变了运动员的
运动状态。
（
）
2. 自行车从斜坡顶端沿斜坡向下运动，速度会不断增大。此现象的产生是由于惯性。
（
）
图2.54
防滑链
二、选择题
1. 冬天，当道路结冰时，有些司机会给汽车的轮胎装上防滑链，
这种增大摩擦力的办法是（
）。
A. 增大压力
B. 减小压力
C. 增大接触面的粗糙程度
D. 减小接触面的粗糙程度
2. 根据二力平衡条件，静止在水平桌面上装有500 mL水的瓶子
（不计瓶子的质量）受到桌面的支持力的大小和方向是（
）。
A. 5 N，向下
B. 5 N，向上
C. 0.5 N，向下
D. 0.5 N，向上
1. 我们已经知道，在一般情况下g为定值。但经过科学家的精确测量，发现不同地方
的g 值仍有差异。观察、分析表2.5 中的数据，回答下列问题。
表2.5
地球上不同地点的g 值
地点
纬度
g /（N·kg
－1）
武汉
30°33′N
9.794
90°N
9.832
39°56′N
9.801
31°12′N
9.794
上海
北京
北极
地点
纬度
g /（N·kg
－1）
广州
23°06′N
9.788
赤道
0°
9.780
墨尔本
37°50′S
9.800
南极
90°S
9.832
g 值相同的两地是
，g 值相差最大的两地是
，g 值变化的原
因可能是
。
2
力
图2.55
滑板上“拔河”
甲
乙
起始状态
慢慢向下拉
猛地向下拉
图2.56
线从哪里断开？
2. 两位同学做如图2.55 所示的“拔河”游
戏。站在滑板上的甲、乙两位同学，分别拉住绳
子的两端。如果甲用力拉绳，乙会向甲靠近。那
么，甲也会向乙靠近吗？为什么要站在滑板上玩
这个游戏？请说明理由。
如图2.56 所示，石块系在线的中间，线的
一端系在支撑装置上。当你慢慢向下拉线的下
端时，线会在哪里断开？当你猛地向下拉线的
下端时，线断开的位置相同吗？如果石块是系
在线的下端而不是系在线的中间，结果又如何
呢？请你动手做一做并解释原因。（注意：石
块落下时，注意躲避。）
本章要点
F浮
G排
液gV排
=
=
浮力的大小等于物体
排开液体所受的重力
力
弹簧测力计
表示方法
牛顿（N）
G = mg
弹力
测量工具
单
位
重力
摩擦力
与质量的关系
大小
方向
作用点
三
要
素
牛顿第一定律
（惯性定律）
浮力
遵
循
改变物体的
运动状态
改变物体
的形状
作用效果
常
见
的
力
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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-
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-
-
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
力的示意图
公
式
知识结构
2
力
1. 力是物体对物体的作用。力的作用是相互的。力能改变物体的运动状态，
也能改变物体的形状。
2. 物体发生弹性形变时，会产生一种企图恢复原来形状的力，这种力叫作弹力。
3. 力的单位是牛顿，简称“牛”。用来测量力的工具称为测力计。
4. 力的大小、方向和作用点是力的三要素，它决定力的作用效果。用带箭
头的线段把力表示出来的方法叫作力的示意图。
5. 地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力。重力的方向
总是竖直向下的。物体受到的重力和它的质量成正比，即G = mg。
6. 二力平衡的条件：一个物体受到的两个力大小相等，方向相反，作用在
同一条直线上。物体受到平衡力的作用时，保持静止或匀速直线运动状态。
7. 摩擦力的作用是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。摩擦力的大小与
接触面的粗糙程度和作用在接触面的压力有关。
8. 常用的减小摩擦力的方法：使接触面变光滑，将滑动改为滚动，使两个互相
接触的摩擦面彼此分开。
9. 阿基米德原理说明浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于
它排开的液体所受的重力。物体所受的浮力与重力的大小决定了物体的浮沉。
10. 一切物体在没有受到外力的作用时，总是保持静止或匀速直线运动状态，
这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。
本章核心素养
1. 初步认识常见的力，理解机械运动和力的关系，具有初步的运动和相互
作用观。
2. 能运用“力的作用是相互的”、阿基米德原理、牛顿第一定律对简单问
题进行推理，获得结论。
3. 通过制作水火箭模型这样的简单装置，初步培养把科学原理转化为技术
产品的能力。
4. 能基于观察和实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素。
5. 培养对力与运动的知识的学习兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度。
阴晴冷暖
人类活动受风雨雷电、云雾雪雹等复杂多变的天气影响，需
要借助气象卫星预知天气。截至2023 年4 月，我国已成功发射
“两代四型”20 颗风云气象卫星，其中8 颗在轨运行的卫星相
互配合、组网观测，使我国成为全球唯一同时业务运行晨昏、上
午、下午、倾斜4 条近地轨道民用气象卫星的国家，在气象灾害
监测领域向世界贡献中国智慧和方案。
除了借助气象卫星，人们还能怎样进行天气预报和气候预
测？天气与气候有什么区别和联系？世界气候类型有哪些？我
国气候的特点是什么？气候是如何影响人类的生产和生活的？
3
阴
晴
冷
暖
3.1 天气变化
“东边日出西边雨，道是无晴却有晴。”天气现象变幻多姿，
并与人类生活息息相关。千百年来，人们一直留心观察天气现象，
以期掌握规律，为人类服务。
天气变化与人类生活
想一想
你注意到了今天的天气吗？是晴天、阴天，还是雨雪天？刮什么方向的风？
风的大小如何？该怎样描述天气现象？
读
图
读图3.1，思考下列问题。
1. 图中描述了哪些天气现象？
2. 这些天气现象对人类生活有什么影响？
3. 雷暴、沙尘暴、浓雾等灾害性天气发生时，应该采取哪些措施以避免危害？
天气是经常变化的，可以在几分钟内由烈日当空变为雷电交加，也可以在
一两天内使气温骤降10 ~ 20 ℃。同一时刻，不同地方的天气可能差别很大，甚
至相隔百米，也会这边下雨，那边天晴。
天气（weather）是指一定区域短时间内的大气状况（如干湿、阴晴、
风雨、冷暖等）。天气既可以造福人类，也可能给人类带来酷热、霜冻、
旱涝、风暴和冰雹等灾害。
3
阴
晴
冷
暖
当地面温度很高，空气
受热时，暖气流从近地面迅
速上升，进入雷雨云中，形
成龙卷风。
沙尘暴是指强风把地面
的大量沙尘卷入空中，使空
气相当浑浊，水平能见度低
于1 km 的天气现象。沙尘
暴是干旱和荒漠地区特有的
灾害性天气。
雾是悬浮在贴近地面的
大气中的大量微细水滴（或冰
晶）的可见集合体，可使水
平能见度降低到1km 以下。
雷暴为积雨云中、积雨云
间或积雨云和地面之间产生的
放电现象。表现为闪电兼有雷
声，有时只闻雷声而不见闪电。
云是在空中悬浮的由水
滴、冰晶聚集形成的物体。
下雨时或雨后，阳光照
射到天空中的水滴上，形成
了美丽的彩虹。
冰雹是对流特别强烈的
积雨云中的一种固态降水，
直径一般为5~50mm，大的
有时可达10 cm 以上。
雪是固态降水，大多是
白色不透明的六出分枝的星
状或六角形片状结晶。温度
较高时多成团降落。
台风是发生在太平洋西部
海洋和南海海上的热带气旋。
它是一种极强烈的风暴，中心
附近最大风力达12 级或12 级
以上。其水平分布近似圆形，
直径一般为200 ~ 1 000 km。
图3.1
变幻的天气
3
阴
晴
冷
暖
阅读材料
风景名胜中的天气现象
许多风景名胜因与云雾、晴雨或霜雪等天气现象相关而闻名遐迩，如黄
山四绝之一的“黄山云海”和杭州西湖的“断桥残雪”。还有一些风景名
胜，如吉林雾凇，本身就是因特殊的天气现象而形成的景观。
黄山地区林密谷深，水分不易蒸发，因此湿度大，云雾多，形成“黄山
云海”。至于黄山云雾的千变万化，则是由黄山峰峦重叠、沟壑交错的复杂
地形造成的。
图3.3
断桥残雪
图3.2
黄山云海
图3.4
吉林雾凇
“断桥残雪”是杭州西
湖冬季的独特景观之一。每
当大雪初霁，石桥中部拱面的
积雪融化，露出灰褐色的桥
面，而桥的两端还在皑皑白
雪的覆盖下。登山眺望，桥
身似断非断，故称为“断桥残
雪”。雾凇是由雾珠或水汽遇
到寒冷的物体直接凝结而
成。吉林冬季气候严寒，尽
管松花江面结了厚厚的冰，但
是，从上游丰满水电站大坝泄出的水却依然在0 ℃以上。严寒的天气使得大
坝下游的一段江面腾起了浓雾。雾遇冷凝于江堤的树枝上，形成雾凇。
学做气象观测员
想一想
准确描述天气及其变化需要哪些方面的数据？如何搜集这些数据？准确描
述和记录天气变化有什么意义？
3
阴
晴
冷
暖
读
图
读图3.5，了解气象观测场内各种仪器的名称和布局。
图3.5
气象观测场
把某时段储水瓶中收集
到的雨水或融雪水倒入有刻
度的量杯中，就可以测得该
时段内的降水量。
百叶箱
雨量器
风向风速仪
风向标
风杯
百叶箱内放置有干球温度计和湿球温度计，它们是一对并列放置的完全相同的温度计。
干球温度计用于测气温。读数时视线要与水银柱顶端处于同一水平面上，屏住呼吸，勿使头、
手和灯接近温度计的球部。湿球温度计包有持续浸透蒸馏水的脱脂纱布。根据干、湿球温度
计的差值，可以在专用的相对湿度表中查出空气的相对湿度。
风向标的一端指向风
吹来的方向，用来测定风
向；风吹在风杯上，带动
轮轴转动，与风杯相连的
示速器显示出风的速度。
气象观测是对变化着的各种气象要素进行的观察和测量，通常可分为高
空观测和地面观测。地面气象观测的内容主要包括气温（air temperature）、
湿度（humidity）、降水（precipitation）、气压、风向和风速等。这些气
象观测资料是进行天气预报和气候特征分析的基础资料。
活
动
图3.6 模拟大气降水实验
注意：谨防烫伤。
模拟大气降水
材料与仪器
冰块，电热壶或电热杯，金属器皿（金属托盘或不锈
钢水杯），固定金属器皿的铁架台或铁钳。
3
阴
晴
冷
暖
步骤
1. 在电热壶或电热杯中装适量水。
2. 将冰块放入金属器皿里，并用支架将其固定在装有适量水的电热壶或电
热杯的上方。
3. 给电热壶或电热杯通电，使壶或杯中的水沸腾，汽化为水蒸气。
4. 调整金属器皿的高度，使大部分水蒸气能接触金属器皿底部。
5. 观察金属器皿底部产生的现象。
6. 继续加热，观察实验现象，并做好记录。
7. 给电热壶或电热杯断电，待实验仪器冷却后，整理器材。
分析与思考
1. 为什么电热壶或电热杯和盛满冰块的金属器皿之间要有适当的高度？
2. 通过实验，你认为降水需要哪些条件？
3. 除此实验外，你还能想到什么方法来模拟大气降水过程？
4. 在日常生活中，你怎样根据天气状况预测降水？
空气中含有水蒸气。在一定的温度条件下，其含量是有限的。如果水
蒸气含量过高或温度下降，多余的水蒸气就会以空气中的微粒物质为凝结
核，形成细小的水滴、冰晶飘浮在空中，这就是云，它是形成降水的物质
条件。
当天空中的云层逐渐增厚，或者空气上升、云内温度下降时，云中的
细小水滴就越聚越大。当空气托不住水滴时，它们就会以雨的形式落到地
面。当气温较低的时候，还会以雪或冰雹等其他形式降落下来。
讨
论
1. 刮东风的时候，落叶飘向何方？为什么？
2. 高空中云的移动方向与地面的风向一样吗？地面的风向可能受到哪些因
素的影响？
3
阴
晴
冷
暖
3. 在日常生活中，不用风向风速仪，你能否描述风速的大小和风的方向？
4. 从天气预报中你知道的最大的风力是几级？
风力表示风的强度，一般按风速可将风力划分为0 ~ 12 级。然而
在自然界中，风力有时会超过12 级，如台风中心或龙卷风中心附近的
风力。12 级以上的风在陆地上极其罕见。
风速就是风的前进速度，单位为“m / s”“km / h”等。风速越大，风
的力量越大。通常用风力等级来表示风的强度。
观测风力可用风速仪，也可以参考表3.1，根据地表景象进行判断。
表3.1
地表景象与风力等级对照
风力
等级
名称
地表
景象
歌诀
风力
等级
名称
地表
景象
歌诀
0
无风
无风烟直上
7
疾风
树摇步行难
1
软风
看烟辨风向
8
大风
大风树枝断
2
轻风
轻风树叶响
9
烈风
越屋瓦片飞
3
微风
枝摇红旗扬
10
狂风
狂风能拔树
4
和风
灰飞纸张舞
11
暴风
暴风扫过
铁塔毁
5
清风
水面起波浪
12 及
12 以
上
台风
台风狂暴
陆上稀
6
强风
强风难撑伞
风速
/ (m·s
1)
0~0.2
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风速
/(m·s
1)
13.9~17.1
17.2~20.7
20.8~24.4
24.5~28.4
28.5~32.6
≥32.7
3
阴
晴
冷
暖
活
动
目测风力和风向
西南偏西风
247.5°
西风
270°
西北偏西风
292.5°
西北风
315°
西南风
225°
西北偏北风
337.5°
西南偏南风
202.5°
东南偏南风
157.5°
南风
180°
北风
0°
22.5°
东北偏北风
东南风
135°
东南偏东风
112.5°
东风
90°
东北偏东风
67.5°
东北风
45°
N
S
W
E
NNE
NE
ENE
ESE
SE
SSE
SSW
SW
WSW
WNW
NW
NNW
图3.7
风向方位
1. 目测风力。
结合你身边的事物，根据风
对当地地面物体的影响而呈现出
的地表景象，查阅表3.1，判断当
时当地的风力等级。
2. 目测风向。
根据你身边的事物，如炊
烟、树枝倾斜的方向，旗帜、布条
展开的方向以及人体的感觉，参看
图3.7，估计当时当地的风向。
阅读材料
中国现代气象事业的奠基人——竺可桢
一位84 岁的老人，用颤抖的手写下了这页日记：“局报晴转多云，东
风1 ~ 2 级，最低
7 ℃，最高
1 ℃。”那一天是1974 年2 月6 日。第二
天，这位老人就与世长辞了。他就是我国杰出的科学家、教育家，中国近代
地理学和现代气象学的奠基人——竺可桢。
图3.9
竺可桢创办的南京气象台
图3.8
竺可桢
3
阴
晴
冷
暖
竺可桢几十年如一日，坚持观察记录当地气象和植物、候鸟等物候现象。
他的《竺可桢日记》共记录了38 年（1936 年1 月1 日—1974 年2 月6 日），
约1 000 万字。正是这些记录，为他进行大气科学研究提供了宝贵的资料。
跨学科实践活动
举办“天气改变历史”主题展览
“东风不与周郎便，铜雀春深锁二乔。”诗人杜牧认为“东风”
影响了赤壁之战的结局。而赤壁之战对东汉末年的整个局势有关键性
的影响，为三国鼎立局面的形成奠定了基础。可以说天气改变了历史。
请通过查阅报刊、书籍和上网等方式，搜集与天气有关的历史事件的
资料，举办一次主题为“天气改变历史”的展览。
气温的观测与计算
对气温的准确观测，可以为天气预报、气候变化预测等提供基础
信息，为人们的生产生活提供科学指导。
8 时
14 时
20 时
2 时
气温/℃
30
20
10
0
图3.10
某地一天中的4 次气温观测
1. 根据图3.10，读出某
地8 时、14 时、20 时、2 时
的气温值，计算平均值，得出
该地的日平均气温。
2. 以小组为单位，测出
当地某一天8 时、14 时、20
时、2 时的气温。其中一人负
责读数，一人负责复核，一人
负责记录。（注意：夜晚观测要在老师或家长的陪同下进行。）
3. 根据观测结果，绘制气温日变化曲线。查阅资料，分析产生这
种变化的原因，思考其对人们日常生产生活的影响。
3
阴
晴
冷
暖
制作简易风向仪
风，作为自然界中一种无形的力量，对天气的形成和变化有着重
要的影响。风向对人类活动的影响是多方面的。例如，了解风向和风
速是确保航行安全的重要因素；在进行城市规划与建筑设计时，要充分
考虑风向对空气质量的影响。在日常生活中，我们该如何观测风向呢？
以小组为单位，制作简易风向仪，为风向的观测提供简易工具。
1.调查需求，明确问题。
调查简易风向仪的制作过程中可能遇到的问题。例如，气象观
测可能面临哪些复杂环境？各种天气的特点及复杂的野外环境对简易
风向仪的材料提出了怎样的要求？根据调查结果，完成需求调查记录
总结。
2.综合思考，设计制作。
查阅资料，搜集简易风向仪的制作案例，学习其制作方法。在明
确风向仪制作的方法与原理后，结合调查结果及当地的气候特点，完
成简易风向仪设计图，并根据设计图制作简易风向仪。
3.测试优化，交流展示。
利用制作的简易风向仪开展实地测试，检验其效果。我们在前期
调查中已经了解了简易风向仪在应用场景中的具体需求，而在实地测
试时我们应尽量还原这些场景。例如，持续向简易风向仪上方喷淋一
定量的水，以模拟强降水天气，观察强降水是否影响简易风向仪的正
常功能。各小组可以从测试指标、过程、结果、总结与分析、优化措
施等方面完成测试记录，进一步修改完善自己制作的简易风向仪。
拓展思考
在不同的应用场景中，简易风向仪的材料、大小、外观设计如何
确定？简易风向仪制作的费用预算大约是多少？
3
阴
晴
冷
暖
3.2 天气预测
天气预测就像一条纽带联系着天气与人类生活。通过天气预
测，人们可以合理安排日常生活、工作学习及交通出行等，有效预
防和降低不利天气带来的危害。
天气预报
想一想
电视、报纸和网络上每天都会发布各地的天气预报，你知道其中的文字和
符号表示的含义吗？
读
图
1. 在电视播放的天气预报中，常常可以看到如图3.11 所示的卫星云图，它
是气象卫星从高空拍摄的地球表面的图像。读图，分析图中哪些地方可能有雨，
哪些地方是晴天。
图3.11
卫星云图
云雨区和晴空区
之间的过渡区，表明
有不同厚度的云而无
明显降水。
白色是云雨区。
颜色越白，表明云层
越厚，它的下方一般
是阴雨区。
无云区为晴空区。
3
阴
晴
冷
暖
2. 读图3.12，了解如何用图示表示天气状况。同一地区夜间的天气状况和
白天相比有什么不同？
当风力小于或
等于3 级时，不发
布风向预报。
明天白天
明天夜间
天气情况
降水概率
气温
风向
风力
10 %
40 %
18 ~ 24 ℃
北
东北
5 ~ 6 级
5 ~ 6 级
图3.12
某地区天气预报
指降水可能性的大
小。0 表示肯定无雨，
100%表示肯定有雨。
表示最低气温和
最高气温。
常用天气符号。
讨
论
1. 连续数日观察卫星云图，你能从云雨区移动的方向推断天气变化的趋
势吗？
2. 古人说：“天有不测风云。”你如何理解这句话的含义？
天气预报就是对未来某时段内某地区或部分空域可能出现的天气和气
象状况所做的估计和预告，通常要说明一日或某段时间内阴晴、风、气温
和降水等情况。它是气象专家根据气象观测资料和卫星云图进行分析和判
断而得出的。
天气预报中常用以下符号表示某地的天气状况。
阴天
晴(白天) 多云(白天)
暴雨
大雨
中雨
小雨
雷阵雨
雾
冻雨
雨夹雪
小雪
中雪
大雪
冰雹
霜冻
台风
4 级风
浮尘
扬沙
沙尘暴
图3.13
常用天气符号
3
阴
晴
冷
暖
阅读材料
气象卫星作用大
太空中的气象卫星主要有太阳同步轨道气象卫星（卫星的轨道平面与太
阳保持固定的相对方向）和地球同步轨道气象卫星（卫星相对静止于地球赤
道上空的某一点，和地球的自转同步）。前者提供全球中长期天气预报资料，
后者适用于短期天气预报。我国于1988 年9 月首次发射了一颗太阳同步轨道
气象卫星，成为继美国和苏联之后第三个具有研制和发射太阳同步轨道气象
卫星的国家。
近年来，我国利用气象卫星资料，显著提高了天气预报的准确率，取得
了巨大的经济效益和社会效益。
气象卫星除了预报天气外，还在监视森林火灾、评估农作物长势和产
量、预报鱼汛、环境监测、海洋遥感和导航等方面发挥着重要作用。气象卫
星资料还是军事和航天领域的重要信息来源。
空气质量
想一想
你注意过电扇的扇叶或空调的过滤网上面有些什么吗？这些东西是从哪
里来的？在我们身边的空气中有哪些肉眼看不见的污染物？
实
验
探究汽车尾气对牵牛花生长状况的影响
材料与仪器
两盆生长状况良好且品种、长势相同的牵牛花，一个喷水壶。
步骤
1. 将两盆牵牛花中的一盆置于教室的窗台上，另一盆置于马路边
3
阴
晴
冷
暖
的绿化带中，定期给两盆牵牛花浇水。
2. 几天后观察、比较两盆牵牛花，看看它们的生长状况有什么不
同，并记录在表3.2 中。
表3.2
探究汽车尾气对牵牛花生长状况的影响实验记录
教室窗台上的牵牛花
马路边绿化带中的牵牛花
现象
分析与思考
1. 与教室窗台上的牵牛花相比，放置在马路边绿化带中的牵牛花
的叶子有什么变化？
2. 目前，我国的汽车保有量越来越大，为减少汽车尾气对空气的
污染，应采取哪些措施？
讨
论
1. 城市空气中污染物的主要来源有哪些？
2. 乡村空气中污染物的主要来源有哪些？
大气指包围地球的气体，是干燥空气、水汽、微尘等的混合物。随着
人类大量使用煤和石油等燃料，含有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等污
染物（pollutant）的工业废气和汽车尾气被源源不断地排入大气之中，导
致可吸入颗粒物的增加。这些颗粒物会危害人体健康，引发多种疾病。
空气质量的好坏与空气中所含污染物的种类、数量、浓度以及持续的时
间有关，可用空气质量指数来表示。人们可以通过空气质量日报及时了解空
气质量状况。空气质量日报是通过各种媒体（报纸、电视台和网络等）向社
会发布的环境信息，其内容包括空气质量指数、首要污染物和空气质量级别。
3
阴
晴
冷
暖
空气中可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等大气污染物对
人体健康危害很大。长期接触被污染的空气，会降低人体呼吸系统的免疫
力，使咽喉炎、支气管炎、心肺病等疾病的发病率上升。不同级别的空气质
量状况对人体健康的影响不同，因而建议人们根据空气质量状况选择合适的
活动方式（见表3.3）。
表3.3
2023 年某日全国部分城市空气质量状况及对户外活动的建议
（数据来源：中国环境监测总站）
空气质量
级别*
空气质量
状况
建议
Ⅱ
良
极少数异常敏感人群应减少户
外活动
Ⅲ
轻度
污染
儿童、老年人及心脏病、呼吸
系统疾病患者应减少长时间、高强
度的户外锻炼
Ⅳ
中度
污染
儿童、老年人及心脏病、呼吸
系统疾病患者避免长时间、高强度
的户外锻炼，一般人群适量减少户外
运动
Ⅴ
重度
污染
儿童、老年人及心脏病、肺病患
者应停留在室内，停止户外运动，一般
人群减少户外运动
城市
空气质量
指数
首要
污染物
武汉
海口
41
—
Ⅰ
优
各类人群可正常活动
杭州
74
可吸入
颗粒物
102
可吸入
颗粒物
银川
162
可吸入
颗粒物
沈阳
可吸入
颗粒物
212
*注：空气质量指数为0 ~ 50，空气质量级别为Ⅰ级；空气质量指数为51 ~ 100，空气质量级别为Ⅱ级；
空气质量指数为101 ~ 150，空气质量级别为Ⅲ级；空气质量指数为151 ~ 200，空气质量级别为Ⅳ级；空气
质量指数为201 ~ 300，空气质量级别为Ⅴ级；空气质量指数> 300，空气质量级别为Ⅵ级。
当空气质量指数
不超过50 时，无须报
告首要污染物。
空气质量指数是报告空
气质量的参数，用于描述空
气清洁或者污染的程度，以
及对人体健康的影响。
3
阴
晴
冷
暖
跨学科实践活动
模拟播报天气预报
读图3.14，模拟天气预报节目主持人播报天气状况。
图3.14
某日中国部分城市天气预报
活动建议如下。
1. 播报时长为2 min 左右。
2. 在规范正确播报的前提下，可以进行适当创新。
3. 形式不限，可以进行现场播报或录制视频等。
开展天气谚语知识竞赛
天气谚语是我国劳动人民长期观察天气所积累的经验的一种表达
形式，其依据非常广泛，包括日、月、星、风、雷、云等天象及动植
物所出现的某些现象。天气谚语一般由天气征兆和结果组成，例如，
“天上鱼鳞斑，晒谷不用翻。”
探访当地气象专家，查阅当地历史文献，搜集天气谚语，在班级中开
展天气谚语知识竞赛。
活动建议如下。
1. 以小组为单位参赛，看看哪个小组搜集的天气谚语最多。
2. 运用所学知识解释天气谚语。
3
阴
晴
冷
暖
3.3 气
候
隆冬的北国，长城内外已是一片银装素裹的雪域风光，而地处
祖国南疆的海南岛却仍然鸟语花香。不同的地区，气候存在差异。
气候与生活
想一想
一天有阴晴冷暖、雨雪风云的天气变化，一年有春、夏、秋、冬的四季更
替。一年四季中，你所在地区的阴晴、风、气温和降水等状况是怎样的？其他
年份也是如此吗？
读
图
读图3.15，思考下列问题。
1. “陕北的窑洞”和“西南的吊脚楼”分别反映了当地的气候与建筑的关
系。人们是如何建造房屋以适应当地的气候条件的？
2. “北方的高粱地”和“南方的稻田”分别反映了南北方农作物生长所需
要的气候条件。南北方的人们是如何利用当地的气候资源种植农作物的？
3. 在不同的季节，你所在的地区人们的服装有什么变化？这与当地的气候
有什么关系？
4. “太阳能热水器的使用”是人类利用气候资源的一种方式。目前人类可
利用的能源中有哪些和气候资源有关？
5. “林海雪原”是东北地区的旅游景观之一。结合你的所见所闻，说说人
们利用气候资源开发的旅游景观还有哪些。
3
阴
晴
冷
暖
西南的吊脚楼
陕北的窑洞
冬季穿棉袄，夏季着单衣
南方的稻田
北方的高粱地
太阳能热水器的使用
林海雪原
图3.15
气候与人类生活
我们把某一地区多年的天气平均状况称为气候（climate）。与天气相
比，它具有时间长和相对稳定的特点。
气候是影响人类生产和生活的重要因素之一，对农业生产的影响尤为明显。
不同的农作物对温度和水分的要求不一样。在我国，耐旱的小麦主要生长在北
方，需水量大的水稻则主要分布在南方。
天气或气候的异常变化会给我们的生产和生活带来危害，对农业生产更会
造成损失。例如，气温和降水的异常变化会造成冻害、热浪或旱涝灾害，导致
农作物减产甚至绝收。
人类的生产活动对气候也产生了深刻的影响。一方面，人类活动可以改善
3
阴
晴
冷
暖
局部地区的气候条件，如植树造林和修建水库。另一方面，人类的一些不合理
的生产活动导致了气候的恶化，从而影响人类自身的生产生活。如人类大量燃
烧煤炭、石油，乱砍滥伐等行为，使大气中的二氧化碳含量增加，导致全球气
候变暖，这已成为当今世界共同关注的问题。
气候差异的影响因素
想一想
春节期间，北方的哈尔滨，人们在参加冰灯艺术游园会；南方的广州，
人们在迎春花市上流连忘返。
同是春节期间，我国南北方的气候和景观却相差很大，这是为什么呢？
广州迎春花市
哈尔滨冰灯艺术游园会
图3.16
春节期间的南北景象
读
图
读图3.17，思考下列问题。
1. 世界上主要的气候类型有哪些？找一找各种气候类型的分布区域。
2. 结合图片说明四地自然景观存在的差异。
3. 造成四地景观差异的主要因素是什么？
3
阴
晴
冷
暖
热带雨林
亚热带常绿阔叶林
温带荒漠
图3.17
世界气候类型的分布
寒带苔原
受地球形状及地球运动的影响，不同纬度地区获得的太阳辐射量有多
有少，导致高低纬度之间气温和降水存在明显的差异。纬度因素成为造成
气候差异的主要原因。同时，在纬度因素的基础上，受海陆位置、地形等
因素的影响，全球呈现出多样的气候类型。
3
阴
晴
冷
暖
小资料
地球上的五带（热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带）是根据太阳辐
射在地表的分布状况而划分的。由于太阳辐射在地球表面不同纬度上分布不均
匀，地球上的热量随纬度的增加而减少，因而纬度的影响主要表现在对气温的
影响上，从而形成了热带的气候类型、温带的气候类型、寒带的气候类型。
0°
66.5° N
23.5° N
23.5°S
66.5°S
图3.18
地球上的五带
跨学科实践活动
计算“碳足迹”
《全球气候状况报告（2022）》指出：2022 年，全球年平均陆地
气温较1850—1900 年的平均值偏高1.67 ℃。面对全球变暖的趋势，中
国提出“双碳”目标，即力争2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳
中和。为了实现“双碳”目标，我们应该怎样做？
请通过查阅报刊、书籍和上网等方式，了解“碳足迹”的概念，
计算自己的“碳足迹”，看看自己每年大约需要种植几棵树进行“补
偿”。与同学分享交流自己的“碳足迹”，为践行绿色低碳的生活方
式提出合理化建议。
3
阴
晴
冷
暖
3.4 我国的气候
我们的祖国幅员辽阔，地形复杂，具有多种多样的气候类型。气
候差异又是造成各地自然环境、农牧业生产方式和人们生活习惯不同
的重要原因。
季风区和非季风区
想一想
我国东部地区冬季寒风刺骨，夏季热风扑面。这两个季节的风向是怎样的？
又是如何形成的呢？
实
验
比较海陆吸热与放热差异
材料与仪器
水，干泥土，两个相同的罐头瓶，勺子，两支温度计。
步骤
1. 在一个罐头瓶里倒入占瓶子容积四分之三的水，在另一个罐头
瓶里倒入占瓶子容积四分之三的干泥土。
2. 将一支温度计放入装水的瓶中，另一支放入装干泥土的瓶中，然后
将两个瓶放到室外的阴凉处，等10 min后，观察并记录这两个瓶的温度。
3. 将两个瓶移到阳光下，先预测一下哪个瓶的温度升高得快，然
后在半小时内每10 min 记录一次这两个瓶的温度。
4. 将两个瓶重新放回阴凉处，先预测一下哪个瓶的温度下降得快，
3
阴
晴
冷
暖
然后在半小时内，每10 min 记录一次这两个瓶的温度。
5. 将记录下来的温度数据绘制成曲线图来显示两种材料吸热和放
热过程中的温度变化。
分析与思考
1. 在步骤3 中，哪个瓶的温度升高得快？哪种材料吸热快，干泥
土还是水？
2. 在步骤4 中，哪个瓶的温度下降得快？哪种材料放热快，干泥
土还是水？
3. 从绘制出的曲线图中，你能得出什么结论？
4. 如果水代表海洋，干泥土代表陆地，你认为海洋与陆地哪个吸
热快？哪个放热快？
海陆热力性质的差异，导致冬季和夏季海陆之间气温差异显著，从
而引起海陆气压高低随季节变化而变化，造成冬、夏季节海洋与陆地之
间盛行风向的变化。这种在一年里随季节变化而风向有规律转换的大范
围地区的盛行风叫作季风（monsoon）。
读
图
读图3.19 和图3.20，思考下列问题。
图3.19
我国冬季风
图3.20
我国夏季风
1. 我国所在的地理位置有何特点？
3
阴
晴
冷
暖
2. 同一纬度的中国大陆和太平洋，夏季、冬季的气温分别是哪个高？风向
怎样变化？
我国地处世界最大的大陆——亚欧大陆的东部，东临世界最大的大洋——
太平洋。这种地理位置使我国形成了世界上最典型的季风气候。
冬季，大陆降温快，气温低，空气收缩下沉，气压高；海洋上则较温暖，
空气膨胀上升，气压低。近地面的空气从大陆流向海洋，形成从亚洲内陆吹向
海洋的偏北风，这就是冬季风。受其影响，我国大部分地区冬季普遍少雨、气
温低，北方更为突出，有时还会形成寒潮、霜冻或沙尘暴等灾害性天气，对生
产和生活产生不利影响。
夏季，大陆升温快，气温高，空气膨胀上升，形成低气压，海洋上则形成
高气压。近地面的空气从海洋流向大陆，即夏季风。影响我国的夏季风包括从
太平洋来的东南季风和从印度洋来的西南季风。东南季风主要影响我国东部地
区，西南季风主要影响我国西南、华南以及长江中下游地区。
图3.21
我国季风区与非季风区的分界
习惯上，把我国境内受夏季风影
响明显的地区称为季风区。我国的季
风区大致位于大兴安岭—阴山—贺兰
山—巴颜喀拉山—冈底斯山一线以东
及以南。此线以西及以北地区很少受
到夏季风的影响，称为非季风区。
阅读材料
夏季风与雨带推移
在我国，雨带的南北推移与夏季风的进退相一致，有明显的规律性。在
正常年份，春末，夏季风在我国东南沿海登陆，雨带位于华南。6 月中旬，
夏季风势力增强，北跃至长江流域，使长江中下游地区阴雨连绵，时间可达
一个月左右，这就是梅雨季。7 月中旬到8 月，夏季风再次北进，在我国北
3
阴
晴
冷
暖
方，华北、东北进入雨季，长江中下游地区则出现伏旱。9 月，随着冬季风
势力增强南下，夏季风快速南撤，雨带随之南移。10 月，夏季风退出大陆，
我国各地雨季也随之结束。
我国的气候类型
想一想
你所在的地区一年四季的气温和降水状况是怎样的？这与你知道的其他地
区的情况是否相同？
读
图
1. 读图3.22，思考下列问题。
等值线图
等值线是指将表示某地理事物
或现象的相同数值的各点连接成线。
用布满一定区域内的若干条等值线表
示某地理事物或现象分布状况的图形
是等值线图。
常用的等值线图包括等高线地
形图、等温线图、等降水量线图、等
压线图等。等值线上标有数值，可以
根据等值线的数值大小、疏密程度、
排列和延伸方向、弯曲状况、闭合状
况等，判断出该地理事物或现象变化
的急缓、递变的方向及分布特点。
图3.22 和图3.23 分别使用等温
线和等降水量线表示我国年平均气温
和年降水量的分布状况。
图3.22
我国年平均气温的分布
（1）图中不同的颜色代表什么？在图
中找出年平均气温低于0℃的地区。
（2）海口和漠河的年平均气温相差大
约多少摄氏度？主要原因是什么？
（3）青藏高原年平均气温和同纬度地
区相比有什么特点？为什么？
3
阴
晴
冷
暖
2. 读图3.23，思考下列问题。
图3.23
我国年降水量的分布
图3.24
我国三类气候区的分布
（1）我国哪些地区年降水量超过1 600 mm？
（2）我国的年降水量分布有什么规律？为什么？
3. 读图3.24，思考下列问题。
（1）我国可分为哪三类气候区？
（2）以哈尔滨、拉萨和乌鲁木齐三个城市为例，说明我国三类气候区在气
1
4
7
气温/℃
降水量/mm
30
20
10
0
10
20
500
400
300
200
100
0
10 月份
拉萨
乌鲁木齐
1
4
7
气温/℃
降水量/mm
30
20
10
0
10
20
500
400
300
200
100
0
10 月份
1
4
7
气温/℃
降水量/mm
30
20
10
0
10
20
500
400
300
200
100
0
10 月份
武汉
哈尔滨
1
4
7
气温/℃
降水量/mm
30
20
10
0
10
20
500
400
300
200
100
0
10 月份
3
阴
晴
冷
暖
温和降水上各有什么特征。
（3）武汉和哈尔滨同样位于东部季风气候区，它们的气候特征有什么不
同？为什么？
（4）高山气候区主要分布在哪里？为什么？
我国东部广大地区受夏季风和冬季风的影响，自南向北分别形成热带
季风气候、亚热带季风气候和温带季风气候。西部地区因为距海洋遥远并
受高原和山地等地形阻挡，来自海洋的湿润水蒸气难以到达，形成冬冷夏
热、全年干旱少雨的温带大陆性气候。有“世界屋脊”之称的青藏高原海
拔高、气温低，是特殊的高山气候区。
讨
论
对比我国东、西部地区的气候特点，你认为哪里适合发展种植业，哪里适
合发展畜牧业？不同的气候条件有没有优劣之分？
塔克拉玛干沙漠
德化梯田
额仑草原
黄海国家森林公园
图3.25
我国东、西部地区的自然环境
3
阴
晴
冷
暖
气候的差异，形成了我国东、西部地区截然不同的自然环境。
光热、水分等气候条件在不同气候区的分布差异，导致我国东、西部地区
在农业类型、农业生产方式和农畜产品种类等方面也各不相同。东部地区气候
温暖湿润，物产丰富；西部地区昼夜温差大，气候干燥，出产含糖量高、品质
优良的水果和优质的棉花。
阅读材料
我国气候之最
我国冬季最冷的地方在黑龙江漠河，冬季平均气温接近30 ℃，曾出现
53 ℃的极端最低气温（2023 年）。
我国夏季最热、年降水量最少的地方在新疆的吐鲁番地区，7 月份平均气
温超过32 ℃，曾出现52.2 ℃的极端最高气温（2023 年），人称“火洲”。
吐鲁番盆地中的托克逊地区是我国年降水量最少的地方，年平均降水量
仅5.9 mm。
我国年降水量最多的地方在台湾的火烧寮，年平均降水量达6 558 mm，
最大年降水量高达8 409 mm（1912 年）。
我国气象灾害与防灾减灾
想一想
我国是世界上气象灾害发生十分频繁、灾害种类甚多、造成损失十分严重
的国家之一。
在你的家乡有没有发生过台风、洪水、干旱、寒潮等灾害？它们造成了
哪些影响？
3
阴
晴
冷
暖
读
图
读图3.26，思考下列问题。
1. 影响我国的气象灾害主要有哪些？这些气象灾害的危害主要表现在哪些
方面？
2. 人类可采取哪些办法来防御台风和寒潮？
3. 有哪些措施可以减少水、旱灾害造成的损失？
影响我国的气象灾害主要有干旱、暴雨、台风、冰雹、低温冷冻和雪
灾等。为减轻这些气象灾害可能造成的损失，可以采取修建水库和分洪工
程、建立灾情监测预报系统、建立健全保险救灾体系等措施。
台风常造成狂
风、暴雨、巨浪和
风暴潮等灾害。
旱灾不仅危害农
业，还影响到工业生
产、城市供水等。
洪水常冲毁堤坝、
房屋、道路、桥梁，淹
没农田，还可引起泥石
流和山体滑坡等灾害。
寒潮会带来剧
烈的降温、霜冻、
大风和扬沙天气。
图3.26
我国常见的气象灾害
3
阴
晴
冷
暖
我国高度重视防灾减灾工作，制定了“以防为主，防抗救相结合”的
工作指导方针，以最大限度地减轻气象灾害的影响。防灾减灾工作包括灾
害监测、灾害防御、灾害救援与救助、灾后恢复等多个方面。
阅读材料
如何应对常见气象灾害
旱灾是因长期干旱缺水造成作物枯死或大量减产的灾害。人们可通过兴
修水利、人工降雨、跨流域调水、改进灌溉方式等减轻灾情。
洪水是我国危害最大的自然灾害之一，主要由暴雨引起，多发生在夏
季。洪水来临前的防避措施主要有修建防护堤等。洪水来临时的自救措施主
要有尽快撤到地势较高的地方，如果落入洪水中要抓紧水中的漂浮物体等。
我国的台风主要在东南沿海登陆，多发生于夏秋季节。台风到达前应对
房屋、堤坝等建筑物进行检查、加固；台风来临时尽量避免外出，不要到海
边游泳或驾船出海，关紧门窗，远离广告牌等易坠物。
寒潮是强冷空气迅速入侵导致某地剧烈降温的气象灾害，严重影响农牧
业生产、交通出行等。寒潮预警发布后，应提前采取防御措施，做好防寒保
暖工作。
跨学科实践活动
调查当地植物的生长习性
植物的生长都需要一定的温度和水分。不同地区的气温和降水条
件不同，所以生长的植物种类可能存在差异。请通过查阅书籍、上网
等方式，了解当地生长的植物种类，调查其中一种植物的生长习性，
并结合当地气候条件简单分析两者间的关系，撰写一份调查报告。
3
阴
晴
冷
暖
反馈与评价
一、判断题
1. 日平均气温是一天中最高气温和最低气温的平均值。
（
）
2. 人类活动可以改变局部地区的气候条件。
（
）
3. 我国的非季风区是指不受季风影响的地区。
（
）
二、选择题
1. 天气、气候与人类生活息息相关，古人很早就对其进行观测与记录。下列诗句中描
述气候的是（
）。
A. 好雨知时节，当春乃发生
B. 夜来风雨声，花落知多少
C. 夜阑卧听风吹雨，铁马冰河入梦来
D. 忽如一夜春风来，千树万树梨花开
2. 2019 年1 月3 日10 时26 分，我国嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面，实现了人
类探测器首次在月球背面软着陆。此时，下列说法正确的是（
）。
A. 北京是高温多雨的季节
B. 印度半岛盛行西南季风
C. 地中海沿岸地区的河流进入汛期
D. 我国中部地区的河流正值封冻期
一段时间内的气温和降水量可以反映当地
的气候特点。
（1）请你搜集家乡近一年的月平均气温
和降水量的数据资料，填写表3.4。
（2）根据表格中的数据绘制月平均气温
和降水量图。
（3）根据绘制的图判断家乡的气候类型。
表3.4
家乡近一年的月平均气温和降水量
1 月
12 月
降水量/mm
2 月
3 月
4 月
5 月
6 月
7 月
8 月
9 月
10 月
11 月
气温/℃
30
20
10
0
20
－
40
10
－
降水量/ mm
150
100
50
0
200
250
300
气温/ ℃
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 月份
图3.27
月平均气温和降水量
3
阴
晴
冷
暖
假设你下个月要到南京、乌鲁木齐和拉萨三地进行一次旅游，现在开始为这次旅游做
准备，你需要了解：这三地的气候有何特征？近期的天气怎样？需要带什么服装和装备？
这三地有哪些风俗习惯？如果打算给家人和朋友带回一些小礼品，还需要了解哪些信息？
你打算从哪些渠道了解这些情况？写一篇短文进行说明，并注明文中信息的来源。
本章要点
气候资源
的利用
包
括
空
气
质
量
级
别
首
要
污
染
物
气候与生活
天气
天气与生活
天气预测
我国的气候
气
象
灾
害
与
防
灾
减
灾
气
候
类
型
多
样
季
风
区
与
非
季
风
区
农
业
旅
游
建
筑
空气质量
日报
卫
星
云
图
天气预报
风
向
风
速
的
观
测
降
水
量
的
观
测
温
度
和
湿
度
的
观
测
要
素
天气变化
地面气象观测
风
降
水
湿
度
气
温
空
气
质
量
指
数
气候
阴晴冷暖
气
象
观
测
资
料
知识结构
1. 天气是指一定区域短时间内的大气状况。气候是指某一地区多年的天气
平均状况。与天气相比，气候具有时间长和相对稳定的特点。
2. 气象观测是对变化着的各种气象要素进行的观察和测量，通常可分为高
空观测和地面观测。地面气象观测的内容主要包括气温、湿度、降水、气压、
风向和风速等。
3
阴
晴
冷
暖
3. 天气是经常变化的。通过气象观测和运用卫星云图等现代科学技术手段，
天气又是可以预测的。
4. 空气中含有水蒸气、微粒物质（凝结核）以及云内温度下降，是形成降
水的主要条件。
5. 风速就是风的前进速度。风速越大，风的力量越大。通常用风力等级来
表示风的强度。
6. 空气质量的好坏与空气中所含污染物的种类、数量、浓度以及持续的时
间有关，可用空气质量指数来表示。
7. 纬度因素是造成气候差异的主要原因。在纬度因素的基础上，受海陆位
置、地形等因素影响，全球呈现出多样的气候类型。
8. 在一年里随季节变化而风向有规律转换的大范围地区的盛行风叫作季风。
我国季风区与非季风区大致以大兴安岭—阴山—贺兰山—巴颜喀拉山—冈底斯
山一线为界。
9. 由于亚欧大陆和太平洋间巨大的海陆热容量差异，我国东部地区形成了
典型的季风气候；而我国西部地区由于远离海洋并受高原和山地等地形阻挡，
形成了典型的温带大陆性气候。青藏高原海拔高、气温低，是特殊的高山气
候区。
10. 我国的气象灾害主要有干旱、暴雨、台风、冰雹、低温冷冻和雪灾等，
应采取有效措施防灾减灾。
本章核心素养
1. 说出天气和气候的区别，知道世界主要气候类型和我国气候的主要特点，
能说明气候对人类生产生活的影响。
2. 结合实例，说明气象灾害发生的原因和危害，知道相关防灾减灾的措施
和应急救灾的常识，形成关爱生命的意识和责任感。
3. 能使用工具进行简单的气象观测，学会使用科学的观测方法获得数据，
用统计图表对数据进行整理分析。
地月运动
“千里波涛滚滚来，雪花飞向钓鱼台。人山纷赞阵容阔，
铁马从容杀敌回。”这首诗描绘出钱塘江大潮的恢宏气势。在
农历八月十六至十八，日、地、月大致排列在一条直线上，钱
塘江涌潮最大，潮头可达数米高，景象非常壮观。可见，潮高
与地月运动密切相关。
月球绕着地球转，地球自转的同时又绕着太阳转，日、地、
月三者在宇宙空间中的位置不断发生变化。这些变化会带来昼
夜交替、四季变化、月亮圆缺、潮涨潮落等自然现象。
地球有几种运动形式？分别是怎样的？昼夜交替、四季变
化与地球的运动有什么关系？月相、月食和日食是怎样产生的？
4
地
月
运
动
4.1 昼夜晨昏
清晨，迎着朝霞踏进校园；夜晚，伴着星光进入梦乡。由于地
球的自转，我们每天都会经历昼夜晨昏的变化。
地球的自转
想一想
摆的平面
图4.1
傅科摆实验示意图
沙盘上的划痕
1851 年，法国物理学家傅科
（Jean Bernard Léon Foucault，1819—
1868）做了一个有趣的实验。他在一
根长67 m 的细绳末端悬吊一个质量
为28 kg 的铁球，在球下面装一细
针，然后推动摆锤沿子午平面做南北
方向摆动，观察铁球摆动时细针在地
板的沙盘上留下的划痕。通过实验，
人们发现针的划痕在慢慢改变方向。
傅科摆实验说明了什么问题呢？
实
验
模拟傅科摆实验
材料与仪器
实心橡胶球或铁球，细绳，铁架台，转盘。
4
地
月
运
动
步骤
1. 用细绳把实心橡胶球或铁球
悬挂在铁架台上做成一个单摆，将其
平稳地安置在一个转盘上。
2. 把球拉动一个较小的角度后
放手，使单摆开始摆动。在转盘上做
一个标记，记录单摆摆动的方向。然
后缓慢而匀速地旋转转盘，观察单摆
的摆动（如图4.2 所示）。
模拟法
在科学家探求物体的运动规律或
者解决工程技术问题时，常会遇到一
些难以对研究对象进行直接测量的情
况。例如，研究对象非常庞大或非常
小（如地球、构成物质的原子和分
子），研究对象非常危险（如地震、
火山爆发），或者研究对象变化非常
缓慢（如天体的演变、生物的进
化）。面对这样的困难，科学家根据
相似性原理，人为地制造一个类似于
研究对象或其运动过程的模型进行实
验。利用这些模型来研究物体的物理
属性或变化规律的实验方法，叫作模
拟法。
模拟傅科摆实验就是运用了这种
方法。
图4.2
模拟傅科摆实验示意图
操作时要细心。
分析与思考
1. 实验中单摆会不会随着转盘的转动而改变摆动的方向？
2. 在模拟傅科摆实验中，为什么单摆的摆动方向“改变”了？
正如转盘上的单摆一样，在傅科摆实验中，单摆的摆锤除受到垂直方向的
重力和摆绳的拉力外，并未受到其他方向的作用力，摆动平面不会自行改变方
向。由于惯性，摆锤会仍然沿着原来的方向摆动。而人们看到的单摆摆动方向
的变化，实际上是因为地球像转盘一样在旋转而产生的。尽管在傅科摆实验之
前就有人提出地球在不停地自转，但傅科摆实验使人们“目睹”了地球的自转。
4
地
月
运
动
北极星
北极
地
轴
南极
赤道平面
图4.3
地球自转示意图
地球不停地绕地轴自转（rotation）。
地球自转的方向是自西向东，自转一周
大约需要24 h。
阅读材料
物体沿地表水平运动方向的偏转
由于地球自转，沿地表水平运动的物体，其运动方向会发生偏转：在北
半球沿物体运动的方向向右偏，在南半球沿物体运动的方向向左偏，在赤道
上不偏转。大气中的空气运动、海洋中的洋流、陆地上的河流等都会受此影
响。如北半球中、高纬度地区的河水对右岸（面向河流下游，左手边为左
岸，右手边为右岸）冲刷强于左岸，故右岸比较陡峭而左岸则多淤泥浅滩。
昼夜交替
想一想
太阳东升西落，我们经历着昼夜晨昏，周而复始。那么，昼夜交替是怎样
产生的呢？
读
图
读图4.4，思考下列问题。
1.
、、、
四点中，能看到日出、能看到日落、正好是正午、正好是
午夜的分别是哪个点？
4
地
月
运
动
2. 由于地球不停地自转，晨昏线的移动方向是怎样的？排除天气等因素影
响，同一纬度的两个地方，东边的地点与西边的地点相比，哪里先看到日出？
太
阳
光
赤道
夜半球
北极
昼半球
A
B
C
D
因为太阳距离地球非常遥远，我们
常把照到地球的太阳光画成平行光线。
昼夜交替的分界线
（圈）叫作晨昏线（圈）。
23.5°
图4.4
昼夜成因示意图
地球是一个不透明的球体，本身不发光。在同一时刻，太阳只能照亮
地球表面向着太阳的那一半，形成白昼，而背着太阳的另一半则为黑夜。
随着地球的自转，昼夜也就不断地交替。
0°
北极
90°W
180°
90°E
图4.5
不同经线上的地方时
北极
由于地球自西向东自转，因
此，在同纬度地区，相对位置偏
东的地点，要比偏西的地点先看
到日出。因经度不同而产生的不
同时刻，称为地方时（local time）。
经度每相差15°，地方时相差1 h；
同一条经线上的各地，地方时
相同。
使用地方时很不方便。在1884 年召开的国际经度会议上，人们决定
按统一标准划分全球时区，实行分区计时的办法：全球共分为24 个时区，
每个时区跨经度15°。中国采用首都北京所在的东八区的区时——“北京
时间”作为全国统一使用的时间。
4
地
月
运
动
图4.6
时区
阅读材料
极昼和极夜
北半球春分日以后，太阳直射点北移，在北极太阳全天不落，一天24 h
都在白昼中度过，这就是极地地区的“极昼”现象。随着地球公转，北极极
昼范围逐步扩大，夏至日时扩大到北极圈。在极昼期间的午夜前后，只见太
阳从西北天空斜斜落下，与正北点的地平面稍加接触，又朝东北天空斜斜升
起。这种景象在北极圈上只有夏至日这一天才出现。愈靠近北极，极昼持续
的天数愈多，正午太阳高度愈低，阳光斜射得愈厉害。
北半球秋分日以后，从北极开始，却是另一番景象。太阳终日不出，一
天24 h 都在漫漫长夜中度过，这就是北极地区的“极夜”现象。极地地区
由于失去了阳光的照射，变得异常寒冷。这种现象在北极圈上只有冬至日这
一天才出现。愈靠近北极，极夜持续的天数愈多。
南半球的极昼和极夜，与北半球的情况正好相反。
4
地
月
运
动
4.2 春夏秋冬
除了昼夜晨昏的变化，地球上还有寒来暑往、四季更替。在认
识四季变化与农业生产的关系的基础上，我国古代劳动人民总结出
了二十四节气。
地球公转与季节变化
想一想
在日常生活中，我们能感知四季的变化。例如，与冬季相比，在春暖花开
的日子，正午的太阳高了；与夏季相比，在秋色如画的季节，白昼变短了。这
是为什么？四季是如何形成的？
实
验
探究四季产生的原因
冬季
A
D
B
C
春季
夏季
秋季
图4.7
探究四季成因实验示意图
材料与仪器
大头针，不带灯罩的台灯，4 个地球
仪，刻度尺。
步骤
1. 在4 个地球仪的同一位置（如北纬
30°附近的某地）各垂直固定一个大头针。
2. 如图4.7 所示，在平地上放置好地
球仪和台灯（灯泡代表太阳）。灯泡对着
大头针并与地球仪的球心的高度一致。保
4
地
月
运
动
持各地球仪的倾斜方向一致，与台灯的距离相等。
3. 关上门，拉上窗帘，关闭其他光源，使室内光线变暗，然后打
开台灯，观察并测量大头针影子的长度。
分析与思考
1. 为什么说地轴是倾斜的？
2. A、B、C、D 中哪个大头针的影子最长？这说明阳光是直射的
还是斜射的？此时是什么季节？
3. A、B、C、D 中哪个大头针的影子最短？这说明阳光是直射的
还是斜射的？此时是什么季节？
4. 如果地轴是垂直于公转轨道平面的，你能观察到什么现象？
地球在自转的同时，还在不停地绕着太阳自西向东运动，这就是地球
的公转（revolution）。地球绕太阳公转一周的时间约是365.242 2 日，即
我们通常所说的一年。
9 月22、23 日或24 日，
太阳光直射在赤道上，这一
天称为秋分日。9 月、10 月和
11月三个月是北半球的秋季。
12月21日、22日或23日，
太阳光直射在南回归线上，这
一天称为冬至日。12月、1月和
2 月三个月是北半球的冬季。
6 月21 日或22 日，太阳
光直射在北回归线上，这一
天称为夏至日。6 月、7 月和
8 月三个月是北半球的夏季。
公
球
地
转
轨
道
春分
夏至
秋分
冬至
北极
南极
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
北极
南极
北极
南极
北极
南极
-
-
-
-
-
-
-
-
3 月20 日或21 日，太阳
光直射在赤道上，这一天称
为春分日。3 月、4 月和5 月
三个月是北半球的春季。
图4.8
地球公转和四季成因示意图
4
地
月
运
动
地球在沿着自己的轨道运动时，地轴的北端总是指向北极星附近，使地轴
与公转轨道平面之间形成约66.5°的夹角，这样，地球总是做“侧身”运动。
地球在绕太阳公转过程中的一段时间内，太阳直射位置在北回归线附
近，在北半球的中纬度地区，正午太阳高度角较大，白天长，夜晚短，地
面获得的太阳光热较多，气温高。这时，北半球是夏季，南半球是冬季。
当太阳直射位置在南回归线附近时，北半球进入了冬季，南半球则是夏
季。冬夏之间，太阳直射赤道附近，便出现了春季或秋季。
阅读材料
二十四节气
“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。”
这是我国著名的二十四节气歌。二十四节气是我国古代黄河中下游地区劳动人
民长期进行天文、气象和物候观测的经验总结，是我国古代的一项伟大成就。
二十四节气是一种把季节和农业生产相结合的计时方法，它的划分兼具
天文季节和气候季节的特点。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒五个节气反映
气温的变化，表示一年中不同时期的寒热程度；雨水、谷雨、小雪、大雪四
个节气反映了降水现象，表明降雨、降雪的时间和强度；白露、寒露、霜降
三个节气反映了水蒸气凝结、凝华现象；小满、芒种反映了有关作物的成熟
和收成情况；惊蛰、清明反映了自然物候现象。
二十四节气反映了季节、物候和生命活动之间的关系。但由于它是在特
定地域条件下总结出来的，所以，在气候条件与黄河中下游地区相差较大的
地区，实际的气候和生产活动可能与二十四节气所描述的有所不同。
阳历和闰年
小明每四年才能过一次生日。他的生日是哪一天？如果不设闰年，小明
就能年年过生日了。这样可以吗？要回答这两个问题，就要从阳历谈起。
阳历也称为太阳历，它是以地球绕太阳公转一周（一回归年）作为一年
的历法。一回归年长365.242 2 日，为了妥善处理其小数部分，阳历规定了
平年和闰年。平年一年有365 日，比回归年短0.242 2 日，四年共短0.968 8
4
地
月
运
动
日，故每四年增加一日（加在二月份），这一年就有366 日，即闰年。但四
年增加一日又多出0.031 2 日，400 年后将多3.12 日，故在400 年中少设3
个闰年，也就是在400 年中只设97 个闰年，这样阳历年的平均长度与回归
年就相近了。由此规定：公元年能被4 整除的设置为闰年，世纪年则必须被
400 整除才是闰年，例如，1900 年、2100 年就不是闰年。
阳历基本上体现了太阳运行和季节变化的规律，是一种与节气和物候变
化一致的历法，能较好地为农业生产服务。
跨学科实践活动
测量正午太阳高度角
太阳光线和当地地平面的交角，即太阳在当地的仰角叫作太阳高
度角，简称太阳高度。如图4.9 所示，分别量出竿和正午时竿影的长度
a、b，然后按适当比例绘在纸上。用量角器量出角H，即当地正午太
阳高度角。
H
a
b
N
图4.9
立竿测影示意图
将一根竹竿垂直插在地上，进行以下活动。
1. 观察竿影随太阳移动的情况。
2. 测当地正午太阳高度角。
3. 选择一年中的春分、夏至、秋分、冬至四
日，分组开展测量当地正午太阳高度角的活动，
每个小组分别记录下这四日的测量结果。测量工
作完成以后，在老师的引导下，各小组之间对测量结果进行讨论、分析。
拓展思考
一般而言，当地正午12 时，竿影最短。记录一天中当地最短竿
影的出现时间，此时恰好是正午12 时吗？如果不是，原因为何？
在一天中，太阳高度角和太阳的位置是如何变化的？在一年中，
正午太阳高度角又是如何变化的？
古人也注意到了太阳高度角的变化，发明了计时的圭表。请通过
阅读书籍、上网等方式查找圭表的有关资料，思考其工作原理是什么。
4
地
月
运
动
4.3 盈亏圆缺
在日常生活中，我们可以观察到月亮在天空中的形状会不断发
生变化，有时像镰刀，有时像银盘。人们经过长时间的观测发现，
月亮会以一个月为周期，出现盈亏圆缺的变化。
月
相
想一想
人们把月亮圆缺的各种形状叫作月相。月相的变化是怎样形成的呢？
图4.10
月相
实
验
模拟月相变化
材料与仪器
不带灯罩的台灯，乒乓球，牙签，墨汁。
步骤
1. 用墨汁将乒乓球涂黑后，在上面开个小孔，插上牙签。
2. 将代表太阳的台灯固定好。
3. 关上门，拉上窗帘，关闭其他光源，使室内光线变暗，然后打开台灯。
4
地
月
运
动
台灯光
图4.11
模拟月相变化
4. 两人一组，一人手持乒乓球，
与台灯灯泡的高度一致。此人拿着
球原地逆时针旋转一周，保持头部
与乒乓球的相对位置不变（如图
4.11 所示）。对照图4.12 中月球
的8 个位置依次停下来，另一人仔
细观察乒乓球被照亮的部分，并把
观察结果填绘在相应的圆圈中。
十
五
十
六
、
上弦月
下弦月
地球
满
月
望
新
月
朔
二十二、二十三
初
一
初七、初八
太阳光
内圈的圆圈表示月
球与太阳、地球的相对
位置，外圈的圆圈表示
在地球上看到的月相。
图4.12
模拟月相变化实验结果记录
分析与思考
1. 月相的变化有没有规律可循？它变化的周期大约是多少天？
2. 在实验中，为什么要保持人的头部与乒乓球的相对位置不变？
由于太阳、地球和月球三者的相对位置在一个月中有规律地变化着，
在地球上，我们用肉眼观测到的月球被太阳光照亮的部分也在发生着周期
性变化，这就是月相（phase of the moon）的变化。
月相变化的周期约为29.53 日，叫作一个朔望月。通常，人们把一个
月中不同日期月球的位相分别命名为新月（朔）、上弦月、满月（望）和
下弦月等。
4
地
月
运
动
受物体间相互引力的作用，月球在自转的同时，也在一个椭圆轨道
上自西向东绕地球公转。月球自转和公转的周期恰好相等。因此，月球
总是同一面对着地球。
阅读材料
新月、上弦月、满月与下弦月
根据月相的变化，人们对一个月中不同日期的月相有不同的命名，其中
比较特殊的月相有新月、上弦月、满月、下弦月。当月球处于太阳和地球之
间时，它的黑暗半球对着我们，我们根本无法看到月亮的任何一点形象，这
就是新月，也叫作“朔”。新月出现在农历初一。随着日期的变化，月球在
天空中逐日远离太阳。到了农历初七、初八，月球的半个亮区对着地球，人
们可以看到半个月亮（凸面向西），这一月相叫作“上弦月”。到农历十
五、十六，月球运行到地球的背日方向，地球处于月球与太阳之间，月亮被
太阳照亮的半球朝向地球，柔和的月光整夜洒在大地上，我们能看到一轮圆
月，这就是满月，也叫作“望”。满月过后，月球明亮区域的西侧开始亏
缺。到农历二十二、二十三，又能看到半个月亮（凸面向东），这一月相叫
作“下弦月”。
阴
历
月相盈亏是最引人瞩目的天象。从新月到满月再到新月，就是月相变化
的一个周期（即一次月相变化的全部过程），平均约为29.53 日，称为“朔
望月”。阴历就是以朔望月为依据而制定的历法。
阴历是按朔望月的长度定历月的，设大月30 日，小月29 日，通过大、
小月的适当安排，使其平均历月接近朔望月。阴历的历年是12 个历月的累
积，阴历年的总日数是354.37 日。阴历的特点是体现了月相的变化，它的
每一日期都代表了一定的月相。但阴历的历年比回归年短10.87 日，由于这
一差值，阴历的月序没有季节意义，不能满足农业生产的需要。
4
地
月
运
动
日食和月食
想一想
月球绕着地球转，地球又绕着太阳转，日、地、月三者在宇宙空间的
位置会不断地发生变化。如果三者正好运行到一条直线上时，会出现什么
现象呢？
月食
日食
图4.13
月食和日食现象示意图
实
验
模拟日食和月食
材料与仪器
三球仪。
图4.14
三球仪
步骤
1. 转动三球仪，月球绕着地球转，
地球绕着太阳转，当月球位于太阳和地
球的中间，且三者大致在同一条直线
上，这时月球的影子投到地球上。
2. 继续转动三球仪，使地球转到月
球和太阳的中间，且三者大致在同一条
直线上，这时月球进入地球的影子中。
4
地
月
运
动
分析与思考
1. 处在月球的影子里的人，由于视线被月球挡住了，就看不见太
阳或只能看见一部分太阳，这是什么现象？
2. 当月球进入地球的影子中时，太阳照在月球上的光就被地球挡
住了，这是什么现象？
月球自己不能发光。在太阳光照射下，其背光一侧会形成长长的阴影区。
阴影区内完全不能获得太阳光的部分，称为本影；仅能获得来自太阳某一部分
光的地带称为半影。
在农历的朔日（初一），如果月球刚好运行到地球和太阳之间，把
影子投在地面上，使得这一部分地面上的人在短时间内看不见太阳，这种
现象就是日食（solar eclipse）。
太阳
地球
地球
本影
半影
全食偏食
环食
伪本影
月球
月球
日偏食
日环食
日全食
图4.16
日食
图4.15
日食的产生示意图
由于日、地、月相对位置的变化和地球上观测者位置的不同，日食又有日
全食、日偏食和日环食之分。
讨
论
1. 我们在每个朔日都能观察到日食吗？
2. 我们可以用肉眼直接观察到日食吗？
4
地
月
运
动
在农历的望日，当一轮满月进入地球的影子中而看起来像消失了一
样，这种现象就是月食（lunar eclipse）。
图4.17
月食的产生示意图
太阳
半影
地球
月
球
本影
当月球的一部分走进地球本影时就发生了月偏食，月球全部进入地球本影
时就发生了月全食。
讨
论
1. 为什么月食总是发生在农历十五前后？
2. 一次日全食和一次月全食所经历的时间哪个长？在地球上可观测的范围
哪个广？为什么？
3. 有人认为通过观察月食可以证明地球是圆的。你认为这个说法有道
理吗？
阅读材料
日食的观测机会
日食发生时，月球位于太阳和地球之间，所以日食肯定发生在朔日。
但是，因为地球公转轨道面和月球公转轨道面之间有5° 左右的夹角，所以
大多数的朔日，日、地、月并不在一条直线上，也就不一定会发生日食。
4
地
月
运
动
据科学家推算，在一年内最少发生两次日食，多则四五次（如1935 年有
5 次，1982 年有4 次）。但是，日食发生时，地球上只有在日食带（即月
影自西向东遮掩过的地带）内的人们才能看到。而日全食，全球每100 年
中大约可观测到33 次。对于某个地区，平均每两三百年才能见到一次。因
此，人们都非常珍惜观测日食的机会。
跨学科实践活动
领略月相之美
“小时不识月，呼作白玉盘。”“可怜九月初三夜，露似真珠月
似弓。”“思君如满月，夜夜减清辉。”……从古至今，月相总能引
起人们的无限遐思。以一个农历月为周期，开展月相观测活动，领略
月相之美。记录观测到的月相，试着总结月相变化的规律；利用相机
或手机，捕捉这一美丽的自然景观，开展一次月相摄影展。
活动建议如下。
1. 连续观测一个月；如遇阴雨天，则应在下一个农历月的相同日
期补测。
2. 观测时宜选择视野宽阔的操场或高楼的平台，并进行月相摄影。
3. 分组进行观测，并在组内探讨月相变化的规律，然后开展小组
之间的讨论、交流。
4. 在班级中开展月相摄影展，展出优秀月相摄影作品。
4
地
月
运
动
反馈与评价
一、判断题。
1. 地球上产生昼夜交替是因为地轴是倾斜的。
（
）
2. 家住北京的李老师今年有换房计划，为使新家全年正午都能见到阳光，那么在冬至
日选房最为合适。
（
）
3. 月食发生时，地球位于月亮和太阳的中间。
（
）
二、选择题。
1. 下列现象中，与地球自转有关的是（
）。
A. 日出而作，日入而息
B. 人们把地球表面划分为五带——热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带
C. 正午时，学校操场上旗杆的影子在不同季节长短不同
D. 学校在冬季和夏季采用不同的作息时间，冬季下午放学时间比夏季早
2. 2021年5月15日，“祝融号”在火星成功着陆。当天，北京的昼夜长短情况是（
）。
A. 昼长夜短
B. 昼夜等长
C. 昼短夜长
D. 极昼
1. 我国自古就有“月有阴晴圆缺”的说法，可不管是月缺之时，还是月圆之日，为什
么我们总是只能看到月球的同一面？
2. 采光是建造房屋时必须考虑的重要因素。在房屋的朝向和楼房的间距上应该注意哪
些问题，才能满足采光的需要？
3. 如果地轴是垂直于公转轨道平面的，还会有昼夜交替现象吗？如果有，地球各地
的昼夜长短会发生变化吗？会对人类产生什么影响？
每年春节，当我国的广州已经春意盎然时，哈尔滨依然是冰天雪地。地球表面不同区
域的温度差异与太阳光的照射角度有密切关系。那么，太阳光的照射角度是如何影响地球
表面不同部位吸收到的能量的？请你用以下材料设计实验方案，进行探究。
材料与仪器：书，100 W 白炽灯，黑色纸袋，3 支温度计，钟表，尺，量角器。
具体步骤如下：将3 支温度计带有测温泡的一端分别竖直装入3 个黑色纸袋，使纸袋分
4
地
月
运
动
别处于平放于桌面、与桌面成45°角以及与桌面垂直的位置，每个测温泡与白炽灯的距离均
为30 cm。打开白炽灯，每隔1 min记录一次这3支温度计的示数，共记录16次，填入表4.1。
表4.1
探究光的照射角度对温度的影响实验记录
时间
/ min
平放于桌面
的温度/ ℃
与桌面成45°
角的温度/ ℃
与桌面垂直
的温度/ ℃
7
8
9
10
11
12
13
15
14
时间
/ min
平放于桌面
的温度/ ℃
与桌面成45°
角的温度/ ℃
与桌面垂直
的温度/ ℃
1
2
3
4
5
6
7
8
0
（1）根据所得的数据，位于哪个角度的温度计升温最快？位于哪个角度的温度计升温最慢？
（2）各支温度计分别代表地球上哪部分区域？
（3）为什么即使北半球向太阳倾斜时，北极的夏天仍非常寒冷？
本章要点
地月运动
包
括
月相变化
月食
日食
四季更替
绕地轴
日、地、月相对位置变化
绕太阳、地轴倾斜
公转
自转
昼夜交替
包
括
月球运动
地球运动
知识结构
4
地
月
运
动
1. 地球不停地绕地轴自转，自转方向是自西向东，自转一周的时间为一天。
地球自转产生了昼夜交替的现象。
2. 地球上不同经度的地方有不同的时刻，称为地方时。
3. 地球在自西向东绕日公转过程中，地轴和公转轨道平面之间形成约66.5°
的夹角。
4. 地球绕太阳公转，引起了正午太阳高度角和昼夜长短的变化，导致了四
季的形成。
5. 月相是月球在自转和公转过程中由于太阳、地球和月球三者相对位置的
变化而产生的。月相变化的一个周期叫作一个朔望月。
6. 日食必定发生在农历的朔日，月食必定发生在农历的望日。
本章核心素养
1. 说出地球自转、公转的方向和周期，描述自转和公转产生的地理现象并
解释原因，初步认识科学本质，形成运用证据解释自然现象的科学思维。
2. 知道日食、月食是可以预报的，解释月相变化和日食、月食产生的原因，
形成基本的宇宙空间观念。
3. 使用地球仪、傅科摆、三球仪等工具，进行模拟实验，形成乐于探究的
科学精神，保持好奇心和探究热情。
4. 知道二十四节气对生产生活的影响，感受中华优秀传统文化，提升民族
自豪感。
动物的行为
“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。”“几处早莺争暖
树，谁家新燕啄春泥。”这些情景交融的诗句描写了动物的行
为——蝴蝶觅食、蜻蜓产卵、黄莺争树、燕子筑巢。
动物的行为通常是对复杂多变的环境的适应性表现。你观
察过动物的哪些行为？动物的行为有一定的规律吗？为什么不
同的动物表现出不同的行为？人类世界和动物世界存在着千丝
万缕的联系，动物的行为又与人类有着怎样的关系？
5
动
物
的
行
为
5.1 认识动物的行为
世界上的万物都在不停地运动。在这个运动、变化的世界里，
动物的运动和行为更是丰富而有趣。
想一想
行走的大象、奔跑的羚羊、飞翔的白鹤、跃出水面的长江江豚……这些动
物或快或慢，都在不停地运动。动物的运动和行为有哪些特点？
图5.1
动物的运动
5
动
物
的
行
为
小资料
在观察某个或某种动物时，观察者需要将动物的行为及其与周围环境的
关系等准确、真实、详尽地记录下来。
观察动物行为的基本过程：首先选定需要观察的动物行为及目标动物，
接着选择合适的观察方法，然后根据观察方法对动物的行为进行观察记录。
观察过程中的注意事项如下。
1. 注意安全。与动物保持安全距离，做好个人防护。
2. 善待动物。在进行观察时不要干扰动物的正常生活，否则观察记录到
的结果可能就不准确。更不能伤害动物，破坏其巢穴、栖息环境等。要尊
重、爱护动物，和动物友好相处。
活
动
观察沼虾（或螯虾）的运动
在池塘、湖泊等有水草的浅水中捕捉沼虾（或螯虾）。将2 ~ 3 只沼虾（或
螯虾）放在盛有水和泥沙的大玻璃缸里，让它们运动起来。注意观察沼虾（或
螯虾）有哪几种运动方式，思考沼虾（或螯虾）的运动方式与其身体结构有什
么关系，把观察结果填入表5.1。
表5.1
沼虾（或螯虾）的运动观察记录
运动的方式
运动的快慢
运动的方向
运动的器官
5
动
物
的
行
为
小资料
图5.2
日本沼虾
触角
步足
游泳足
尾肢
口器
沼虾分布在热带、亚热带地区，中国有
30 多种，从华北到海南岛都有分布。沼虾
主要生活在湖泊、池塘、河流等淡水中，体
表大多有暗绿色的条纹，俗称“青虾”。沼
虾属于大、中型虾类，在我国，最常见的
沼虾是日本沼虾和罗氏沼虾。
讨
论
1. 动物的运动和植物的运动有哪些不同？
2. 你认识海葵吗？它是动物还是植物？
图5.3
海葵
动物的行为常常表现为各种各样的运动，如奔跑、跳跃、爬行、游
动、飞行等。动物的行为多种多样，包括捕食行为、防御行为、争斗行
为、繁殖行为、社群行为、通讯行为和节律行为等。
不同的动物，其行为是不同的。麻雀不会像大雁那样迁徙，雉鸡不会筑
燕子那样的巢。由于不同的动物有不同的行为，根据这些行为，人们可以判
断出它们是什么动物。
5
动
物
的
行
为
阅读材料
鸟类的叫声
鸣叫是鸟类的重要行为之一。鸟类的叫声各不相同，所以在调查鸟
类资源的时候，根据鸟类的叫声来确定鸟类的分布就成为一种重要的辅
助调查手段。
图5.4
鸣叫的小鸟
在古代，人们采用谐音来记录鸟
类的叫声，如把燕子的叫声记为“不
吃你米，不吃你粞”。现在，记录鸟
类的叫声最简便的方法是用汉语拼音
表示，如红尾伯劳的叫声为“
——
——”或“
——
——”。
现代科学的记录方法则是先利用录音设
备收录鸟类的叫声，再利用示波器进行
频谱分析。
跨学科实践活动
记录鸟类的叫声并探究其寓意
我国是世界上鸟类种数最多的国家之一，从《诗经》开始，各种
鸟便“飞”入诗人们的笔下。我们在《诗经》里可以听见许多不同的
鸟类叫声：“关关雎鸠，在河之洲”“伐木丁丁，鸟鸣嘤嘤”“鸿雁
于飞，哀鸣嗷嗷”……诗人们也根据谐音赋予某些鸟的叫声以特殊的
寓意，如杜鹃的叫声被记为“不如归去”，客居他乡的游子每当听见
杜鹃的啼鸣总会泛起浓浓的乡愁。请你用录音设备记录你所听到的鸟
类的叫声，并搜集相关诗句，与同学交流，看看这种鸟的叫声在我国
传统文化中是否具有特殊的寓意。
5
动
物
的
行
为
图5.5
动物的捕食与防御
5.2 动物的生存本领
许多动物从一出生就面临着严酷的生存环境。它们不仅要寻找
食物，还要逃避天敌的捕猎；成年后又要战胜竞争者，找到配偶，
繁殖后代；等等。这些都得靠动物的各种行为来实现。
捕食与防御
想一想
你可能见过这样的镜头：羚羊在前面奔跑，猎豹在后面紧追不舍；蜘蛛结
网，捕食昆虫；刺猬靠尖利的刺护身，海龟以坚硬的壳御敌……这些现象中包
含了动物的哪些行为？
5
动
物
的
行
为
活
动
观察蜘蛛的行为
请你在庭园、树林或墙角等位置寻找蜘蛛，观察蜘蛛结网的地点和捕食粘
在网上的昆虫的行为。想一想：蜘蛛的天敌有哪些？蜘蛛捕食的猎物有哪些？
蜘蛛是如何猎取食物并保护自己的？撰写观察报告。
捕食是动物捕取食物的行为，防御是动物逃避敌害、保护自己的行为。
动物捕食和防御的行为多种多样。捕食者与被捕食者这对生死争斗的对手
在很多方面却进化出了相似的策略，比如避免被发现：被捕食者力图避开捕
食者的视线，捕食者则尽可能偷偷接近被捕食者。一旦被发现，行动敏捷的被
捕食者会迅速逃走，捕食者则紧随其后展开追逐；行动迟缓的被捕食者则另有
办法。
讨
论
1. 老虎身上的斑纹有什么作用？动物有哪些行为可以帮助它们隐入周围的
环境？
2. 不靠奔跑或隐藏，动物还有哪些本领可以用来捕取食物和保护自己？
阅读材料
老鼠和熊猫的食性比较
老鼠等动物对食物的选择具有明显的多样性，当一种食物缺乏时，它们
会选择别的食物。而有些动物偏好某些特定的食物，比如熊猫喜食竹类植
物，这样的动物往往会因为这种特定食物的缺少而面临生存危机。就获取食
物而言，老鼠的生存能力比熊猫强多了。
5
动
物
的
行
为
动物的拟态、警戒色和保护色
许多动物都有特殊的方法来躲避天敌。
拟态是某些动物的形态、斑纹、颜色等跟另外一种动物、植物或周围自
然界的物体相似，借以保护自身，免受侵害的现象。哥斯达黎加天蛾幼虫被
惊扰时，便扭曲背部，呈现出一张具有眼状斑纹的“脸”，好像一条蝰蛇，
使敌人不敢轻举妄动。
警戒色指某些动物在进化过程中形成的能起警告敌害、保护自身作用的
鲜艳色彩。箭毒蛙含有剧毒，能够杀死企图捕食它们的动物。箭毒蛙的鲜明
的色彩可以警告敌人自己是十分危险的。
哥斯达黎加天蛾
幼虫的拟态
箭毒蛙的警戒色
蛾类的保护色
图5.6
动物的防御
某些动物身上的颜色跟周围环境的颜色类似，这种颜色叫作保护色。许
多蛾类的颜色与树皮相近，当它们停留在树皮上时，不易被捕食者发现。
争斗与求偶
想一想
在日常生活中，我们有时会看到两只狗为争夺一块骨头而发生争斗，两只
公鸡为追求一只母鸡而发生争斗。你知道这些是动物的什么行为吗？
5
动
物
的
行
为
读
图
读图5.7，思考下列问题。
蟋蟀的争斗
孔雀开屏
图5.7
动物的争斗与求偶
1. 你会分辨蟋蟀的雌雄吗？你知道蟋蟀为什么要争斗吗？
2. 你会分辨孔雀的雌雄吗？你知道孔雀为什么要开屏吗？
讨
论
1. 动物还有哪些求偶方式？
2. 你怎样看待同种动物在求偶时的竞争?
捕食动物和被捕食动物间进行着殊死的搏斗，而同种动物的个体间有
时也会展开激烈的争斗。同种动物的争斗一般有两个原因：一是争夺食
物、领地等资源，二是争夺配偶。
动物有时会通过留下气味等行为来标记自己的领地，入侵的同类会被驱
逐出去。动物在争夺配偶的时候，有的采取比较激烈的方式，如争斗；有的
则采取较为“文明”的方式，如鸟类比赛鸣叫和展示美丽的羽毛。
竞争使强者得以生存和繁衍，对动物的进化（evolution）有着重要的
意义。
5
动
物
的
行
为
筑巢和育幼
想一想
你观察过燕子是怎样在屋檐下筑巢的吗？小燕子又是怎样学会飞行的？这
些属于动物的什么行为？
读
图
读图5.8 和图5.9，思考下列问题。
非洲大白蚁的
巢可高达数米。
织布鸟的巢复
杂精巧。
的巢浮在
水面上。
进食的
小狗。
喂食的
燕子。
母袋鼠
和小袋鼠。
图5.8
形形色色的巢
图5.9
动物的育幼行为
1. 动物的巢有哪些作用？
2. 动物的育幼行为对动物的繁衍有什么重要意义？
5
动
物
的
行
为
蚂蚁、蜜蜂等动物有自己长住的“房子”，还有一些动物只有在需要繁殖
后代的时候才建造自己的住所，用于孵卵或育幼。
很多动物的幼体出生后还不具备独立生活的能力，需要双亲的抚育。
动物建造巢穴的行为称为筑巢，与抚育后代相关的行为称为育幼。求
偶、交配、筑巢和育幼均属于动物的繁殖行为。
讨
论
1. 所有的动物都会筑巢吗？不筑巢的动物如何生活？
2. 哪些动物不育幼？它们的幼体是如何长大的？
跨学科实践活动
制作鸟巢模型
鸟类是一个庞大的“家族”，鸟巢的形态结构多种多样。如喜鹊
的巢由内向外分为三层，由羽毛、树枝、杂草和泥土等组成，它们的
巢既舒适又坚固；织布鸟利用植物纤维制作自己的巢，它们的巢精巧
复杂，通常悬在树枝或棕榈叶上……形态各异的鸟巢展示出鸟类的建
筑智慧和生存策略。请你查阅资料，搜集鸟巢的外形、结构和材料等
信息；观察校园或自家附近的鸟巢，测量鸟巢的离地高度、内外径、
厚度等；根据鸟巢的结构和特点，设计鸟巢模型的制作方案；根据制
作方案，使用纸板、树枝、秸秆等常见材料和剪刀、胶水、绳子等简
单工具，动手制作1∶1 比例的鸟巢模型；将制作好的鸟巢模型进行交
流分享，讨论每个鸟巢模型的优点和可改进之处。
拓展思考
我们该如何确定鸟巢模型的大小、外观、材料？
如果把鸟巢模型应用到城市建筑设计中，可以借鉴哪些结构元素？
5
动
物
的
行
为
蜂群中有工蜂、雄
蜂和蜂王三种类型的蜜
蜂。它们有严格而明确
的分工，并且各自的身
体形态有明显的差异。
狒狒群
草原上的狮群
蜂房中的蜜蜂
大海中的鱼群
图5.10
群体生活的动物
狒狒群有时可以
达到数百只，在它们
中间有严格的等级。
聚集成群使每
条鱼被天敌捕杀的
可能性减小。
5.3 动物的交流与合作
有些动物成群地生活，有些动物一生中多数时间单独生活。成群
生活的动物每天都需要彼此交流，单独生活的动物也需要划定领地、寻
找配偶、繁殖后代。动物之间，存在着多种多样的信息交流方式。群体
中的动物，在长期的共同生活中形成了其特有的“家庭”和“社会”。
“家庭”和“社会”
想一想
在自然界里，哪些动物是成群地生活在一起的？它们又是怎样分工和协作的？
读
图
读图5.10，思考下列问题。
在狮群中，雌狮主
要负责合作捕猎和抚育幼
仔，雄狮主要负责保护狮
群的领地。
5
动
物
的
行
为
1. 狮子、狒狒都是群体生活的动物。群体生活对动物生存有什么重要意义？
2. 在不同的动物群体中，动物个体间的关系相同吗？在它们中间，有没有
明确的分工和一定的等级？
3. 动物群体协作的例子还有哪些？它们与人类社会中的群体协作有什么
异同？
自然界中，某些昆虫、鸟类、哺乳动物具有群体生活的习性。这些群
体生活的动物，不同成员之间分工合作，共同维持群体的生活，它们具有
一系列的动物社群行为。
社群行为提高了动物适应环境的能力，使动物在激烈的竞争中处于有
利的地位。
小资料
图5.11
裸鼹鼠
裸鼹鼠生活在非洲东部炎热干燥地区
的地下。它们像蚂蚁、蜜蜂一样有明确的
分工，分为王后、工鼠、兵鼠等。王后是群
体中体形最大的雌鼠，雌鼠中只有王后才
具有繁殖能力。工鼠没有繁殖能力，它们
负责绝大部分的隧道挖掘和食物采集等日
常工作。兵鼠负责保卫群体，抗击敌人。
阅读材料
与黑猩猩为友的珍妮·古道尔
珍妮·古道尔（Jane Goodall，1934—
）是一位杰出的动物行为学家，
她的大半生与野生黑猩猩结下了不解之缘。
1934 年4 月3 日，古道尔出生于英国伦敦。她从小时候能够记事开始，
就对动物产生了极大的兴趣。1960 年夏天，古道尔只身前往东非坦桑尼亚
5
动
物
的
行
为
贡贝禁猎区的丛林观察野生黑猩猩的行为。面对恶劣的气候、疟疾的威胁以
及其他种种困难，她一直没有放弃自己研究动物的志趣。
图5.12
古道尔与黑猩猩在一起
古道尔发现黑猩猩会使用和修整简单的工具；确认它们是杂食性动物；
还发现它们会协作互助，结成“联盟”，共同御敌。古道尔发现黑猩猩有
许多与人类相似的行为。这些具有重要价值的研究成果为灵长类动物的研
究奠定了基础。
动物的“语言”
想一想
人与人之间主要通过语言和文字交流信息。那么其他动物与动物之间又是
通过什么来交流呢？
活
动
了解蚂蚁传递信息的方法
在学校绿化带或者社区的花坛中、大树下找到蚂蚁窝，在蚂蚁窝附近2 m
5
动
物
的
行
为
远的地方放置硬纸板和白糖（或其他甜食），观察并记录蚂蚁的运动情况。过
一段时间，大约当30 只蚂蚁爬过硬纸板时，轻轻地拿起硬纸板，旋转90°或者
180°放回原处，再继续观察并记录蚂蚁的运动情况。想一想：蚂蚁群是通过什
么方式找到食物的？你还能设计哪些方法证明你的结论？你还知道其他动物传
递信息的方式吗？撰写观察报告，并与同学交流讨论。
实验法
实验法是指根据一定目的，运用必要的手段，在人为控制的条件下，
观察研究事物的一种方法。实验法是研究动物行为的重要方法，它运用
各种手段将行为的主体（动物）或行为产生的环境条件（各种有关刺激）
加以改变，来分析研究动物的行为。其过程：首先根据观察到的动物行
为现象提出问题、做出假设；再依据假设，确定实验方法和步骤；然后
人为地控制动物或动物所处的环境，观察并记录动物的行为变化；最后
根据观察结果，验证假设并得出结论。
一个动物群体中的某个个体向其他个体发出某种信息，接受信息的个
体产生某种行为反应，这种现象叫作通讯（communication）。通讯是一种
社群行为。
动物间的通讯方式多种多样，如蚂蚁靠分泌化学物质留下“路标”，蜜蜂
靠舞蹈“语言”指示蜜源，鸟类靠鸣叫标记领地、吸引异性。不同的动物有不
同的交流方式，同一种动物也可以用多种方式传递信息。
讨
论
1. 小狗出门散步时为什么经常会在沿路的树干、墙角撒尿？
2. 如果不能说话、写字，你还能用其他方法向朋友或家人传递信息吗？
3. 人类的语言和动物的通讯有什么区别？
5
动
物
的
行
为
阅读材料
鸟类的“外语”
像人一样，鸟类也有“外语”。美国鸟类学家弗令斯博士发现，就像美
国人讲英语、法国人讲法语一样，美国乌鸦的“语言”和法国乌鸦的“语
言”也不相同。
弗令斯在美国宾夕法尼亚州录下乌鸦示警的叫声，放给当地的乌鸦听，
它们会立刻飞走。他把同样的录音拿到法国的某个地区，放给当地的乌鸦
听，它们却无动于衷。同样，在法国录下的乌鸦示警的叫声，美国的乌鸦也
听不懂。
蜜蜂的舞蹈
现在所知的动物界中最奇特的交流形式当数蜜蜂的舞蹈。当一只工蜂发
现蜜源时，会在蜂巢内跳舞来传递多种信息。如果蜜源距离蜂巢较近时，
返回的工蜂会跳圆圈舞。如果蜜源距离蜂巢较远时，返回的工蜂则会跳摇
摆舞。蜜蜂正是通过这些舞蹈来传递有关蜜源所在地的信息。
工蜂跳摇摆舞
工蜂跳圆圈舞
图5.13
蜜蜂的舞蹈
5
动
物
的
行
为
5.4 动物的节律行为
很多动物的行为有明显的时间规律。鸟类大多在春季求偶繁
殖，温带地区的蛇和蛙到冬季就冬眠；公鸡每天黎明就开始啼叫，
猫头鹰在夜晚活动；牡蛎、蛤蜊在涨潮时张开贝壳摄取由潮水带来
的食物，落潮时闭上贝壳静止不动……
想一想
白天，蝴蝶在花丛中飞舞；晚上，蛾在灯光下盘旋。蝴蝶和蛾会在同一时
间段内活动吗？为什么？
1
2
3
1.睡鼠冬眠
2.白头鹤迁徙
3.湟鱼洄游
图5.14
动物的节律行为
实
验
观察蝴蝶和蛾的活动规律
材料与仪器
蝴蝶，蛾，铁丝笼，黑布。
5
动
物
的
行
为
步骤
1. 捕捉几只蝴蝶和蛾放入铁丝笼中，观察它们是否活跃。
2. 用黑布罩住装有蝴蝶和蛾的笼子，在笼子内模拟夜晚的环境。
过一段时间，打开笼门，观察蝴蝶和蛾的活动情况。
3. 若有蝴蝶或蛾飞出笼外，将它们捕回，再放入笼中，去掉黑布，
观察它们的活动情况。
分析与思考
1. 在模拟夜晚的条件下，蝴蝶和蛾的活动状态分别是怎样的？为什么？
2. 蝴蝶和蛾的活动规律与光照有什么关系？
3. 根据蝴蝶和蛾的活动规律，请你设计一种捕捉农业害虫的方法。
讨
论
1. 蟑螂是昼伏夜出的昆虫，傍晚最活跃。蟑螂形成这种行为的原因是什么？
2. 在我国北方，每年春天百鸟争鸣，可到了秋天有些鸟却不见了。这是为什么？
动物的节律行为是动物随着太阳、地球和月亮的周期性变化，逐渐形
成的有规律的行为，包括昼夜节律、季节节律和潮汐节律等。
节律行为对于动物获得食物、选择适宜的生活环境、避开不利的生活
环境等有重要的作用。
跨学科实践活动
调查动物的迁徙行为
我国古代对鸟类的迁徙早有记录，例如，“候雁北”“玄鸟至”
分别反映了雨水和春分时节的物候现象，描述了大雁、燕子的迁徙行
为。请你查阅资料，了解不同动物的迁徙行为，尝试从气候、食物等
方面解释其原因和规律，并与同学分享交流。
5
动
物
的
行
为
图5.16
狗与主人
图5.15
狼的支配与屈从的姿态
5.5 动物的行为与人类
远古时代，人们捕猎动物作为食物。后来，人们将野生动物驯
养成家畜、家禽。人们还把某些动物作为宠物饲养。
谁是主人
想一想
你家养过狗吗？狗与狗之间的生活习性和行为特征相同吗？为什么会产生
这种情况呢？
读
图
读图5.15 和图5.16，思考下列问题。
1. 比较图5.15 中仰卧在地上的狼和图5.16 中仰卧在地上的狗，思考它们
之间的关系。狼和狗有亲缘关系吗？
2. 狗与主人的关系与狼在狼群中的地位有什么联系？
3. 在训练狗的时候，主人经常让狗躺在地上，抚摩狗的颈部和腹部。这样
做有什么作用？
5
动
物
的
行
为
动物的行为是在长期适应环境的过程中形成的，这些有利于生存的行
为特征能够在种族繁衍中遗传。
狗的祖先——狼，是一种群居动物。在狼群中，不同的个体间有严格的地
位差别，地位低的狼屈从于地位高的狼。狼的后代——狗，一般单独地被人饲
养，其社会行为就转而建立在狗与主人之间。训练良好的狗服从于主人，而被
溺爱的狗常常表现出支配者的行为。
帮手还是敌人
想一想
蛇可以捕捉田鼠，保护庄稼，但有时也会咬伤人。那么蛇对人类有益还是
有害？它是人类的朋友吗？
读
图
读图5.17，思考下列问题。
牧羊犬照顾羊群
蝗虫吃庄稼
啄木鸟捕食树木里的蛀虫
经过训练的
牧羊犬会帮助牧
人照顾羊群。
蝗虫繁殖很快，并
经常大批迁移，在迁移
途中侵袭庄稼。
啄木鸟以生长在树
木里的蛀虫为食，成为
保护森林的“医生”。
图5.17
各种不同的动物行为
5
动
物
的
行
为
1. 图中动物的行为，哪些给人类带来益处，哪些给人类带来危害？
2. 对人类有益的动物是为了服务人类吗，对人类有害的动物是为了与人类
为敌吗？
3. 在日常生活中，还有哪些人类利用动物行为的例子？
讨
论
图5.18
寄生蜂
寄生蜂指寄生于部分昆虫的幼虫、蛹及卵中
的膜翅目蜂类。它们种类很多，包括姬蜂、小茧
蜂、细蜂等。寄生蜂能够抑制害虫的繁殖，在害
虫防治上具有重要作用。寄生蜂会不会在某些情况
下成为“害虫”？我们该如何评价“益虫（或益
鸟、益兽等）”和“害虫（或害鸟、害兽等）”？
不同的动物有着各自不同的行为特征。动物的行为有的对人类有益，
有的对人类有害。人类在生产和生活中有意识地利用或防止动物的某些行
为，为人类自身的利益服务。动物的行为是动物自身适应环境的结果，不
能简单地从人类自身的利益来评价它们的“好”与“坏”。
狼群觅食
食物上的蟑螂
宠物狗与孩子玩耍
图5.17
各种不同的动物行为（续）
蟑螂在污水、
垃圾和食品间来回
活动，传播疾病。
狼通常避免与人接触，
但在食物缺乏的时候，也会
到人类活动的区域捕食家畜
和家禽，甚至伤害人类。
宠物狗是孩子
的好玩伴。
5
动
物
的
行
为
阅读材料
劳伦茨与他的鹅宝宝
图5.19
两只鹅把劳伦茨当成了“母亲”
奥地利科学家劳伦茨（Konrad
Lorenz，1903—1989）是现代动物行
为学的奠基人之一。
劳伦茨用雁和鹅进行了很多动物
行为的实验。他发现，小鹅在孵出时
见到某物体，以后会紧紧跟随它。劳
伦茨用自己的实验证明了这一点。
劳伦茨称自己是一个农民型的自
然学者，最大的爱好就是养育动物，并对它们进行仔细的照料和深入的了解。
跨学科实践活动
观察桑蚕生长，了解桑蚕文化
中国是世界上最早养蚕缫丝的国家。小小的桑蚕见证了中华文明
的源远流长，以蚕丝织造的丝绸更是中国走向世界的“使者”。以小
组为单位，搭建简易的装置，饲养桑蚕。
观察、记录桑蚕生长、发育和繁殖的过程；定期测量桑蚕的体长、
体重，绘制其生长曲线；探究桑蚕对桑和非桑植物叶片（构树、蒲公
英等）的取食行为。撰写观察报告。通过查阅书籍或上网，了解桑蚕
养殖历史，认识桑蚕与中华文明的联系，与同学交流讨论。
拓展思考
桑蚕的取食行为与其生长规律之间有什么联系？
桑蚕对不同叶片的偏好程度如何？
取食非桑植物叶片会影响桑蚕的发育吗？
桑蚕与古代丝绸之路存在怎样的联系？
5
动
物
的
行
为
反馈与评价
一、判断题
1. 熊猫的呼吸属于动物的行为。
（
）
2. 饲养员通过延长光照时间来提高鸡的产蛋量，这是利用了动物的节律行为。（
）
二、选择题
1. 非洲雄狮为了争夺领地而搏斗，这种行为是（
）。
A. 正常生理代谢
B. 机体发生病变
C. 一种防御行为
D. 一种争斗行为
图5.20
负鼠
2. 生活在美洲的负鼠行动缓慢，当被狗、狼等捕
食者追赶时便会装死——身体突然变得瘫软，嘴巴大
张。这样的“死亡”姿势它可以保持几个小时。负鼠这
样的“死亡”是一种（
）。
A. 捕食行为
B. 防御行为
C. 节律行为
D. 繁殖行为
3. 下列行为中，属于传递信息的是（
）。
A. 蛇冬眠
B. 工蜂跳圆圈舞
C. 蟑螂昼伏夜出
D. 乌贼用腕足捕捉食物
1. 有些热带蚂蚁能将身体较小的其他蚂蚁的蛹大量虏获到自己的蚁穴中。这些蛹孵化
成蚂蚁以后，承担这一蚁群的采集食物、喂养幼蚁等工作，成为这些热带蚂蚁的“奴隶”。
这是一种什么行为？
2. 一只雌性蚜虫为了争取到最好的树叶来产卵，而踢打和推挤另一只雌性蚜虫；北极
野兔常用“拳击”来解决它们之间的冲突……你还知道哪些动物的争斗行为？
3. 一只小鹅刚刚破壳而出，第一眼看到的是一个骑自行车的孩子。当下次这个孩子
骑自行车在这只小鹅面前出现时，可能会发生什么？类似的行为对于幼小动物有什么重要
意义？
5
动
物
的
行
为
动物园里常常有动物表演“做数学题”“识别钱币”等节目。尝试与动物园管理员进
行交流，或者利用书籍、网络搜集资料，了解动物的这些本领是如何训练出来的。如果你
的家里养了宠物，制订一个计划，向你家的宠物传授一项新技能。在计划书中，要写明训
练宠物的方法以及各阶段应达成的目标。
本章要点
适应环境
成
因
意
义
动物的行为
遗传
与人类的关系
益处
危害
包
括
能
够
争斗行为
捕食行为
社群行为
防御行为
包
括
包
括
繁殖行为
包
括
通讯行为
节律行为
昼夜节律
季节节律
潮汐节律
求偶
交配
筑巢
育幼
知识结构
1. 动物的行为常常表现为各种各样的运动，如奔跑、跳跃、爬行、游动、
飞行等。动物的行为多种多样，包括捕食行为、防御行为、争斗行为、繁殖行
为、社群行为、通讯行为和节律行为等。
2. 捕食是动物捕取食物的行为，防御是动物逃避敌害、保护自己的行为。
3. 同种动物的争斗一般有两个原因：一是争夺食物、领地等资源，二是争
夺配偶。求偶和交配均属于动物的繁殖行为。竞争使强者得以生存和繁衍，对
动物的进化有着重要的意义。
5
动
物
的
行
为
4. 动物建造巢穴的行为称为筑巢，与抚育后代相关的行为称为育幼。筑巢
和育幼也属于动物的繁殖行为。
5. 动物群体内不同成员之间分工合作，共同维持群体的生活，它们具有一
系列的动物社群行为。社群行为提高了动物适应环境的能力，使动物在激烈的
竞争中处于有利的地位。
6. 一个动物群体中的某个个体向其他个体发出某种信息，接受信息的个体
产生某种行为反应，这种现象叫作通讯。通讯是一种社群行为。
7. 动物的节律行为是动物随着太阳、地球和月亮的周期性变化，逐渐形成
的有规律的行为。节律行为对于动物获得食物、选择适宜的生活环境、避开不
利的生活环境等有重要的作用。
8. 动物的行为是在长期适应环境的过程中形成的，这些有利于生存的行为
特征能够在种族繁衍中遗传。
9. 动物的行为是动物自身适应环境的结果，不能简单地从人类自身的利益
来评价它们的“好”与“坏”。
本章核心素养
1. 列举动物行为的主要类型，分析动物行为与环境之间的关系，强化生物
体的结构与功能观、进化与适应观。
2. 尝试用观察法和实验法来研究动物的行为，了解动物的各种行为及其意
义，增强基于证据和逻辑提出观点的意识。
3. 查阅动物节律行为的研究现状，关注科学前沿，保持对自然的好奇心。
第四单元
大地、空气、海洋、城市、生命……你能一一描述它
们吗？
木材变成纸张，矿石变成钢铁，石油变成衣服……你
能一一解释它们吗？
我们的生活一刻也离不开物质。千变万化的物质世界
蕴藏着无穷无尽的奥秘，等待我们去探索，去发现。
1
运
动
和
静
止
物质的变化
火的使用和控制使人类从茹毛饮血的原始时代迈向刀耕火种
的文明时代。火是物质燃烧产生的，以光和热的形式释放能量。
燃烧的条件是什么？如何使燃烧停止？不同类型灭火器的
灭火原理与适用范围有什么不同？物质在发生化学变化时，主
要的特征是什么？什么是化合反应和分解反应？
6
物
质
的
变
化
6.1 蜡烛消失了
“蜡炬成灰泪始干”，诗人李商隐笔下的蜡烛是燃烧自己、照
亮别人的奉献者。蜡烛燃烧的现象反映了物质并不是一成不变的，
它会在一定的条件下发生变化。
物质的变化类型
想一想
由石蜡和棉芯组成的蜡烛在燃烧后会生成什么物质呢？
实
验
观察蜡烛的燃烧
材料与仪器
蜡烛，火柴，坩埚钳，烧杯，澄清石灰水。
图6.1
蜡烛的燃烧
步骤
1. 观察蜡烛的颜色、气味、形态和硬度
等。切下一小块蜡烛，放入水中，观察发生的
现象。
2. 点燃蜡烛，观察蜡烛的火焰。取一根火
柴梗，用坩埚钳夹住一端迅速平放入火焰中，
约1 s 后取出，观察并比较火柴梗在火焰不同
部位被烧的情况。
3. 分别取一个干燥的烧杯和一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯，
6
物
质
的
变
化
图6.3
绿色植物的光合作用
图6.5
木材被制成桌椅
图6.2
铁制品生锈
图6.4
冰山消融
先后罩在蜡烛火焰的上方，仔细
观察烧杯壁上发生的现象。
4. 熄灭蜡烛，观察有什么现
象发生。
分析与思考
1. 干燥的烧杯内壁上为什么
有无色液体生成？
2. 润湿的烧杯内壁上的澄清
石灰水为什么变浑浊了？
3. 用燃着的火柴去点蜡烛刚
熄灭时冒出的白烟，蜡烛能否重
新燃烧？
在自然界中，除了蜡烛的燃烧之外，物质还会发生其他多种多样的变化。
如铁制品生锈、绿色植物的光合作用、冰山消融、木材被制成桌椅等。
归纳法
归纳法是一种由一系列具体的事实概
括出一般原理的推理方法，常分为完全归
纳法和不完全归纳法。
完全归纳法是一种在研究了事物的所
有（有限种）特殊情况后得出一般结论的
推理方法，它适用于事物包括的特殊情况
不多时。完全归纳法得出的结论一般是可
靠的。
不完全归纳法是从一个或几个（但不
是全部）特殊情况做出一般性结论的归纳
推理，得出的结论不一定是可靠的。
6
物
质
的
变
化
物质在变化过程中生成了新的物质，这种变化叫作化学变化（chemical
change）或者化学反应（chemical reaction）。我们在日常生活中看到的木柴
的燃烧、铁制品的生锈等都是化学变化。物质在变化过程中，只是物质的形态
发生了改变，但没有生成新的物质，这种变化叫作物理变化（physical
change）。我们日常看到的蜡烛受热熔化、汽油挥发等都是物理变化。
阅读材料
黑火药的发明
图6.6
黑火药
在我国古代，炼丹制药活动相当盛
行。炼丹者希望吸金石之精气，从而长生
不老，得道成仙，这种想法是十分荒谬
的。但是在炼丹的长期实践中，人们积累
了大量关于物质变化的知识。炼丹制药的
原料主要是硝石、硫黄等。在实验过程
中，人们发现硫黄的药性很猛，很难控制。为了缓和其药性，人们采取了
“伏火法”，即将硫黄与其他易燃物质混合加热或燃烧，使其药性发生变
化。人们在使硫黄“伏火”的实验中发现点燃硝石、硫黄和木炭的混合物会
发生异常剧烈的燃烧。长期以来，炼丹是在密闭的炉子里进行的。在高温
下，有时炼丹炉会发生爆炸。火药就是在炼丹制药的实践中发明的。这种火
药由于含有木炭而呈黑色，因而得名“黑火药”。在科学史上，火药、造纸
术、印刷术和指南针是中国古代的四大发明，对世界文明做出了重要贡献。
化学变化的特征
想一想
在生活中，你或许见过铁制品生锈、煤燃烧、食物腐败等现象。它们有哪
些共同特征？
6
物
质
的
变
化
实
验
了解化学变化的主要特征
材料与仪器
稀盐酸，硝酸银溶液，碘液，淀粉溶液，鸡蛋壳，试管，烧杯，
胶头滴管。
步骤
1. 如图6.7 所示，在稀盐酸中加入硝酸银溶液，观察发生的现象。
2. 如图6.8 所示，用胶头滴管滴一滴碘液到盛有淀粉溶液的试管中，
观察发生的现象。
3. 如图6.9所示，把鸡蛋壳放在盛有稀盐酸的烧杯中，观察发生的现象。
图6.7
稀盐酸与硝酸银溶液反应
图6.9
鸡蛋壳与稀盐酸反应
图6.8
碘液与淀粉溶液反应
碘液
分析与思考
1. 在步骤1、步骤2、步骤3 中，分别可以观察到什么实验现象？
2. 这三个步骤中发生的现象有什么共同点？
在上面的实验中，稀盐酸与硝酸银溶液反应生成了白色沉淀，淀粉溶液遇
碘液变蓝，鸡蛋壳与稀盐酸反应放出了气体。
化学变化中常伴随有生成沉淀（precipitation）、变色、放出气体和能量
变化（通常表现为热能、电能或光能的形式）等现象。这些现象可以帮助我
们判断物质是否发生了化学变化。化学变化的本质特征是生成了新的物质。
6
物
质
的
变
化
实
验
观察化学反应中的热量变化
材料与仪器
碳酸铵，醋酸，火柴，烧杯，玻璃棒，药匙，酒精灯。
步骤
1. 用药匙取少量碳酸铵放入烧杯中，加入醋酸，边加边搅拌，观
察发生的现象并用手触摸烧杯外壁。
2. 用火柴点燃酒精灯，用手靠近酒精灯火焰感受温度。
分析与思考
从步骤1、步骤2 中分别可以观察到什么现象？发生这种现象的原
因是什么？
在上面的实验中，碳酸铵与醋酸反应时要吸收热量；点燃酒精灯时，酒精
燃烧要放出热量。此外，食物腐败、氧化钙溶于水等化学反应会放出热量。
化学反应总是伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化。
吸收热量的反应叫作吸热反应（endothermic reaction）。
放出热量的反应叫作放热反应（exothermic reaction）。
跨学科实践活动
调查物质的变化并归纳其特征
在物质发生化学变化的过程中，会同时发生物理变化。请你观察
生活中的化学变化现象，从中找出物理变化现象，并归纳出它们各自
的特征，制成海报，与同学交流调查结果。
6
物
质
的
变
化
6.2 燃烧与灭火
火是人们在日常生活中常见的一种燃烧现象。人类利用火的
历史已经有一百多万年了，火的利用是人类文明进步的标志。
蒸汽机火车头
火箭点火升空
生活用火
钻木取火
图6.10
火与人类文明
燃
烧
想一想
燃烧给人类带来了哪些便利和危害？燃烧时有什么特殊的现象发生？
实
验
烧不坏的棉花
材料与仪器
一团棉花，95%的酒精，水，坩埚钳，酒精灯。
步骤
1. 将一团棉花浸入由40 mL 95 % 的酒精和
20mL 水混合而成的溶液中，浸透取出，轻轻拧干。
注意：不要直接
用手接触火焰，保持
一定距离，以免灼伤。
图6.11
烧不坏的棉花
6
物
质
的
变
化
2. 用坩埚钳夹持棉花团，在酒精灯上点燃。
3. 等到火焰变小时，迅速摇晃棉花团使火焰熄灭，观察棉花团的情况。
镁带的燃烧
图6.12
镁带的燃烧
注意：镁带的
燃烧很危险，此实
验可由老师来演示。
材料与仪器
镁带，砂纸，酒精灯，坩埚钳，
陶土网，盛有二氧化碳的集气瓶。
步骤
1. 用坩埚钳夹住用砂纸打磨过
的镁带，在酒精灯上点燃后，移到
陶土网上方，观察发生的现象。
2. 等镁带燃烧一半后，将其缓
缓伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察发生的现象。
分析与思考
1. 在实验“烧不坏的棉花”中，实际上是什么物质在燃烧？
2. 镁带燃烧时产生的白烟是什么？燃着的镁带进入二氧化碳中还
可以继续燃烧吗？
3. 通过上述两个实验，你认为燃烧现
象的共同特点是什么。
燃烧（combustion）是一种发光、发热
的剧烈化学反应。
物质燃烧时产生的光和热给人们的日常生活
带来了极大的便利。在燃烧过程中，贮存在物质
中的化学能转变为光能和热能，并为人们所利用。
火在造福于人类的同时，也存在隐患。火一
旦失去控制，就会给人们的生命和财产带来巨大
的危害。
图6.13
森林火灾
图6.14
楼房失火
6
物
质
的
变
化
小蜡烛
小木条
蘸水的小
棉花球
蘸酒精的
小棉花球
小煤块
图6.15
探究燃烧的条件
注意：不要直接用手接触火焰，
保持一定距离，以免灼伤。
燃烧的条件
想一想
石油可作为燃料，玻璃则不能燃烧；将燃烧中的酒精灯盖上灯帽后，火焰
会马上熄灭……你能分析这些现象发生的原因吗？
实
验
探究燃烧的条件
材料与仪器
酒精，水，小棉花球，火柴，小木条，小煤块，小蜡烛，坩埚钳，
玻璃杯，酒精灯。
步骤
1. 用坩埚钳分别夹取蘸有酒精和水的小棉花球，分别放在酒精灯
的火焰上，片刻后移开，观察它们是否都能燃烧。
2. 分别点燃两支小蜡烛。将其中一支蜡烛用透明的玻璃杯罩住，
尽可能使玻璃杯口与桌面间不留空隙，观察发生的现象。
3. 用坩埚钳分别夹取一根小木条和一个小煤块，在酒精灯上点燃，
比较点燃的难易程度。
6
物
质
的
变
化
分析与思考
上面的几种物质，为什么有的可以燃烧，有的不能燃烧？你能从
氧气（或空气）
温度达到着火点
可燃物
图6.16 “火三角”
中总结出物质燃烧需要的条件吗？
物质燃烧必须同时满足三个条件：
1. 可燃物；2. 氧气（或空气）；3. 温度达
到着火点，即物质燃烧时所需要的最低温度。
这三个条件形成一个“火三角”。
实
验
白磷的自燃
图6.17
白磷的自燃
注意：此实验
可由老师来演示。
材料与仪器
白磷，二硫化碳，滤纸，铁架台，
胶头滴管。
步骤
1. 取少量白磷，溶于二硫化碳中，
制成含有白磷的二硫化碳溶液。
2. 把一张滤纸挂在铁架台上，将这
种溶液滴几滴在滤纸上，在滤纸下方放
置水槽，观察发生的现象。
分析与思考
在实验中能看到什么现象？发生这种现象的原因是什么？这种现
象说明了什么？
物质的自发燃烧称为自燃（auto-ignition）。秸秆、柴草、煤炭、棉纱
等物质，如果堆放方式不当，通风不良，时间长了，局部温度升高，就可
能引起自燃。
6
物
质
的
变
化
讨
论
在造纸厂、粮库等地都要设置通风装置。根据你所学的知识对此进行解释。
图6.18
粮库
通风装置
小资料
通常状况下，不同的物质有各自的着火点。一些常见物质的着火点如表
6.1 所示。
表6.1
通常状况下一些常见物质的着火点
物质
白磷
无烟煤
着火点/℃
40
700 ~750
红磷
木材
硫
酒精
240
250 ~330
260
558
酒精灯的点燃方式
煤的点燃方式
木柴的点燃方式
图6.19
几种可燃物的点燃方式
6
物
质
的
变
化
认识氧气
想一想
为什么炉火越扇越旺？
登山运动员和潜水员通常会携带氧气瓶，这是为什么？
活
动
了解氧气的颜色和气味
用一张白纸衬托在盛有氧气的集气瓶后面，观察
瓶内气体的颜色。
打开集气瓶，用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量
的气体飘进鼻孔，闻一闻氧气的气味。
实
验
可燃物分别在空气与氧气中燃烧
氧气
图6.21
可燃物分别在空气与氧气中燃烧
材料与仪器
木条，火柴，氧气，集气瓶。
步骤
1. 点燃一根木条，使其在
空气中燃烧。
2. 将一根燃着的木条伸入
盛有氧气的集气瓶中。
图6.20
闻氧气的方法
6
物
质
的
变
化
分析与思考
可燃物分别在空气和氧气中燃烧，观察到的现象是否相同？你能
解释其原因吗？
在通常状况下，氧气（oxygen）是一种无色无味、不易溶于水的气体，
1 L 水能溶解约30 mL 氧气。在标准状况下，氧气的密度为1.429 g / L，
比空气的密度略大。氧气能供给呼吸，支持燃烧。
讨
论
图6.22
海洋中的鱼
生活在陆地上的动物靠呼吸空气中的氧气生
存。你知道鱼为什么能在水下生活吗？鱼所需要
的氧气是从哪里来的呢？
小资料
氧气
带有火星的木条
木
条
复
燃
图6.23
氧气可以使带火星的木条复燃
氧气可以使带火星的木条复
燃：把带有火星的木条伸入盛有
氧气的集气瓶中，可以观察到带
有火星的木条在氧气中复燃了，
说明氧气能支持燃烧。
特殊的燃烧——爆炸
想一想
在日常生活中，我们能见到一种更为急速和剧烈的燃烧现象——爆炸。爆
6
物
质
的
变
化
炸是怎样产生的呢？它给人类的生产和生活带来了哪些影响？
图6.25
油库爆炸
图6.26
天然气爆炸后的现场
图6.24
定向爆破
实
验
了解爆炸的条件
材料与仪器
两个小鞭炮，火柴。
图6.27
了解爆炸的条件
注意：与小鞭炮保持
一定距离，点燃后及时跑
开，以防受伤！此实验可
由老师来演示。
步骤
1. 小心地剥开一个小鞭炮，观
察它由哪几部分组成。
2. 分别点燃剥开的小鞭炮和未
剥开的小鞭炮，迅速退至远处，观察
发生的现象。
分析与思考
1. 为什么小鞭炮中的粉末要用
纸层层包裹？
2. 通过实验，你认为爆炸的条件
是什么？
可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧就越剧烈。可燃物在有限的空间
内急剧燃烧，会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起
爆炸（explosion）。
6
物
质
的
变
化
实
验
面粉的爆炸
气囊
图6.28
面粉的爆炸
注意：保持一定距离，鼓入
空气后迅速跑开，以防受伤！
材料与仪器
1 L 容积的空奶粉罐，一次性塑
料杯，塑料盖板，带有气囊的橡皮管，
火柴，蜡烛，干燥面粉。
步骤
1. 在空奶粉罐和一次性塑料杯的
底侧各打一个比橡皮管外径略小的小
孔，如图6.28 所示连接好装置。
2. 在一次性塑料杯里放入适量干燥面粉，点燃蜡烛，用塑料盖板盖
住奶粉罐的罐口。
3. 用气囊迅速鼓入大量空气（人距离装置远一些），使面粉充满
奶粉罐，观察发生的现象。
分析与思考
一块木炭和一堆木炭粉的燃烧程度是不一样的。你能解释为什么在
油库、加油站、面粉厂、化工厂和煤矿等场所一定要严禁烟火吗？
图6.29
燃烧的木炭块
图6.30
燃烧的木炭粉
爆炸能为人们的生产和生活带来很多的益处。但是，如果爆炸不能被合理
地利用，就会对人们的生命和财产造成极大的危害。
这里的爆炸是由燃烧这种化学变化引起的，属于化学爆炸。但爆炸不一定
都是由化学变化引起的，如锅炉爆炸、轮胎爆炸等，这类爆炸属于物理爆炸。
6
物
质
的
变
化
阅读材料
粉尘与爆炸
1977 年12 月的一天中午，一声惊天动地的爆炸声在美国威斯威科市响
起，方圆十几千米的居民明显地感觉到爆炸时巨大的冲击波引起的震动。爆
炸处升腾起10 多层楼房高的火柱，并且有大朵蘑菇状的烟云升起。原来，
在威斯威科市粮库有几十个高大的贮粮仓，面粉入库时，要经过提升塔从平
地提升到高处，再由皮带运输机分配到各贮粮仓去。长时间运行的皮带运输
机在运转中因为摩擦生热，引起面粉粉尘着火，从而导致了爆炸。这次爆炸
造成36 人死亡、9 人重伤，48 个贮粮仓被夷为平地，连附近的一座办公楼
也被彻底炸毁。闻此凶信的人们不禁咋舌：小小粉尘发起脾气来竟是这样的
厉害！
通过面粉爆炸的实验，我们了解到：悬浮在空气中的面粉、玉米粉、木
屑粉、酚醛塑料粉等粉尘，达到了一定的条件，就有可能引起爆炸。所以在
这种生产环境里，必须严禁烟火，并且做好防尘工作。
易燃物和易爆物
易燃物是指那些易燃的气体和液体，容易燃烧、自燃或遇水可以燃烧
的固体，以及一些可以引起其他物质燃烧的物质，如硫、磷、酒精和石油
液化气等。易爆物是指那些受热或受到撞击等容易发生爆炸的物质，如炸药、
鞭炮等。
在生产、运输、使用、贮存易燃物和易爆物时，必须严格遵守有关规定。
一定要严禁烟火，防止撞击和高温。厂房和仓库要符合防火和防爆的要求。
盛装易燃物和易爆物的容器要牢固、密封，容器外要有明显的警告标
志，并标明物质的名称、化学性质和注意事项等。易燃物和易爆物不能跟其
他物质混合存放，也不能堆得过高过密，堆与堆之间要留有一定距离。
你认识与燃烧和爆炸有关的安全标志吗？
当心火灾
禁止放置易燃物
禁止烟火
禁止带火种
禁止吸烟
当心爆炸
图6.31
与燃烧和爆炸有关的安全标志
6
物
质
的
变
化
诺贝尔与炸药
瑞典科学家诺贝尔（Alfred Bernhard Nobel，1833—1896）从26 岁起就
致力于炸药的研制。诺贝尔的研究道路是艰难而又危险的。在一次试验中，
由于突然发生爆炸，他的弟弟和四个工人不幸当场死亡。诺贝尔悲痛万分，
决心研制一种安全的炸药。
经过无数次试验，诺贝尔终于发现，将硅藻土作为掺和剂，可以保证硝
化甘油的安全运输和使用——这就是“黄色炸药”。后来诺贝尔又发明了
“爆炸胶”和“无烟炸药”。
诺贝尔一生发明极多，其中仅炸药就达129 种。为了发展科学事业，诺
贝尔立下遗嘱，以巨额遗产作为基金设立了一个国际性奖项，这就是著名的
诺贝尔奖。
灭火原理与方法
想一想
火给人类带来了光明和温暖。但如果用火不慎，就可能造成灾难。你知道
在日常生产和生活中，人们是如何防火和灭火的吗？
读
图
读图6.32—图6.34，思考下面的问题。
图6.32
森林防火隔离带
图6.34
用水灭火
图6.33
扑灭着火的酒精
湿布
6
物
质
的
变
化
这种灭火器充装的是干粉灭火
剂，可分为BC 干粉灭火器（适合
扑灭B 类火、C 类火）、ABC 干
粉灭火器（适合扑灭A类火、B类
火、C类火）和D类火（金属燃烧
的火）专用干粉灭火器。
这种灭火器充装的是
卤代烷烃类气体灭火剂、
惰性气体灭火剂和混合气
体灭火剂等，适合扑灭A
类火、B 类火、C 类火、
E 类火。
这种灭火器主要以水作为灭火
剂，此外常添加湿润剂、增稠剂、
阻燃剂或发泡剂等来提高灭火效
率，可分为水型灭火器和泡沫型灭
火器；适合扑灭A类火（固体有机
物质燃烧的火，通常燃烧后会形成
炽热的余烬）和B类火（液体或可
熔化固体燃烧的火）。
为了防止森林火灾，需要在大片的森林中设置防火隔离带；生产、使用和
贮存易燃物和易爆物的厂房等建筑物与周围建筑物之间要留有足够的防火距离；
当酒精灯不慎被打翻，酒精在实验台上燃烧时，可用湿布盖住燃烧的酒精；当
建筑物燃烧时，最常用的方法就是用水灭火。根据物质燃烧的条件，你能解释
为什么要这样做吗？
只要破坏物质燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的。常见的
灭火方法：将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离；将燃烧着的可燃物与氧气
（或空气）隔离；用大量的冷却剂（例如，水、干冰等）去冷却燃烧物，
使温度降到可燃物的着火点以下。
小资料
图6.35
常见的灭火器
这种灭火器充装的是
加压液化的二氧化碳，适
合扑灭B 类火、C 类火
（气体燃烧的火）和E类火
（燃烧时物质带电的火）。
洁净气体灭火器
水基型灭火器
干粉灭火器
二氧化碳灭火器
6
物
质
的
变
化
塑料铅封
压柄
压力表
保险栓
喷管
桶体
图6.36
灭火器的结构（以干粉灭火器为例）
干粉灭火器的使用方法：
将灭火器上下摇动
几次，使干粉松动
拔掉塑料铅封，
拔出保险栓
右手握住压柄，
左手握好喷管
在距离火焰3 m 处用力
按下压柄，使干粉对准
火焰根部喷射
阅读材料
灭火与自救
发生火灾时，不要惊慌，应沉着应对。如果火很小，可以根据起火的原
因，自己用适当的方法把火扑灭。液化气、煤气起火，首先要及时关闭阀
门，以断绝可燃物的来源；厨房油锅起火，盖上锅盖就能灭火；电器起火，
应先切断电源，再灭火。如果火势过大，有蔓延的可能，就应该立即拨打
“119”求救。如果被困在火场，要根据具体情况，冷静地采取相应的措施
自救，如用湿毛巾或湿口罩捂住口鼻，低下身子沿墙壁、贴近地面逃出火
场；无法逃离火场时，可到窗口呼救；等等。
6
物
质
的
变
化
跨学科实践活动
采用弓弦钻木法取火
相传，在上古之世，燧人氏发明了钻木取火。弓弦钻木法也是一
种经典的取火方法。用一节竹竿制作成如图6.37 所示的弓弦工具。钻
轴上方覆盖一个有凹槽的盖子，然后用弓弦工具快速拉动。
图6.37
采用弓弦钻木法取火
了解古代“灭火器”，体验现代灭火器
自从人类开始用火，如何防火灭火就成为一个备受关注的话题。
宋朝时，我国出现了世界城市史上最早的专业消防队，他们使用水囊、
水袋、唧筒等器具灭火。请你查阅书籍或上网，搜集古代“灭火器”
的相关资料，了解其灭火原理。现代灭火器诞生于19 世纪，经过200
多年的改进和完善，逐渐成为日常生活中保障大家安全的必备品。请
你在老师的指导下，进行现代灭火器的实际操作。
拓展思考
古代“灭火器”与现代灭火器有哪些相同和不同之处？
你知道《中华人民共和国消防法》吗？学校和家庭中可能存在哪
些火灾隐患？如何消除这些隐患？
6
物
质
的
变
化
6.3 化合与分解
物质的燃烧、氯酸钾的分解等过程都发生了化学反应。这些不
同类型的化学反应给人类带来了许多新的物质。
化合反应
想一想
镁带在空气中燃烧，生成了几种物质？将生石灰放入水中会放出大量的热，
生成白色沉淀，这是为什么？
实
验
红磷与氧气的化合反应
图6.38
测定空气中氧气的含量
材料与仪器
集气瓶，燃烧匙，双孔塞，弹簧夹，
乳胶管，导管，烧杯，红磷，酒精灯。
步骤
1. 在集气瓶内加入少量水，将
水面上方的集气瓶空间分为5 等份，
并做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。
2. 点燃燃烧匙内的红磷后，立
即伸入集气瓶中并把双孔塞塞紧，观察红磷燃烧的现象。
3. 待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
6
物
质
的
变
化
分析与思考
1. 红磷燃烧的现象是怎样的？水面有什么变化？
2. 在这一反应中，有几种反应物？生成了几种新物质？
3. 通过这个实验可以测出空气中氧气含量为多少？
在这一反应中，红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫作五氧化二磷
的新物质。红磷与氧气反应的文字表达式：
点燃
红磷+ 氧气
五氧化二磷
红磷与氧气反应生成一种新物质，像这样由两种或两种以上的物质
生成另一种物质的反应叫作化合反应（combination reaction）。
除与红磷发生化合反应外，氧气还可与其他物质发生化学反应。
小资料
200 多年前，法国化学家拉瓦锡（Antoine Laurent Lavoisier，1743—
1794）用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞（俗称水银）放在密闭
的容器里连续加热了12 天（如图6.40 所示），发现有一部分银白色的液态
汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了五分之一——汞和氧
气发生了化合反应。他研究了剩余的大约五分之四体积的气体，发现这部分
气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。他认为这些气体全部是氮气（拉丁
文原意是“不能维持生命”）。
曲颈甑
火炉
玻璃钟罩
汞槽
图6.40
测定空气成分的实验
图6.39
拉瓦锡
6
物
质
的
变
化
拉瓦锡把在汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里
再加强热，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的
气体的体积。
通过这些实验，拉瓦锡得出了结论：空气主要是由氧气和氮气组成的，
其中氧气约占空气总体积的五分之一。
分解反应
想一想
图6.41
落叶
在树林里，我们常常能看见许多落
叶。通过微生物的分解作用，这些落叶
会发生一系列复杂的变化，最终转变成
其他物质。这个过程大约需要多少年的
时间？你知道在这个过程中发生了什么
样的化学反应吗？
实
验
氯酸钾的分解反应
材料与仪器
托盘天平，试管，集气瓶，玻璃片，酒精灯，水槽，铁架台（带
铁夹），木块，导管，单孔橡胶塞，氯酸钾，二氧化锰，水。
步骤
1. 检查装置的气密性。取一支试管，塞上带导管的单孔橡胶塞，
将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁。若水中的导管口有气
泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明此装置不漏气。如果
没有气泡冒出，要仔细查找原因，直至不漏气才能进行实验。
2. 向气密性良好的试管中装入约2 g氯酸钾，用带有导管的单孔橡
6
物
质
的
变
化
胶塞塞紧试管口，将试管口略向下倾斜，固定在铁架台上。
图6.42
氯酸钾的分解
3. 将一个集气瓶装满水，并用
玻璃片盖住瓶口。然后把盛满水的
集气瓶倒置在装有水的水槽中。
4. 将酒精灯放置在木块上，置
于试管底部，如图6.42 所示，将实
验装置连接好。
5. 点燃酒精灯，给试管加热。
先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对氯酸
钾所在的部位加热。观察导管口有无连续的气泡产生。
6. 加热一段时间，若导管口没有连续的气泡产生，说明此反应很
慢。停止加热，先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯。
7. 再取一支气密性良好的试管，向试管中装入混合均匀的2 g 氯酸
钾和0.7g 左右的二氧化锰。用带有导管的单孔橡胶塞塞紧试管口，将试
管口略向下倾斜，固定在铁架台上。如图6.42 所示，将实验装置连接好。
8. 给试管加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受
热，然后对氯酸钾和二氧化锰所在的部位加热，观察导管口现象的变化。
9. 当导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集气体。应等到气泡
连续并比较均匀地放出时，再把导管伸入倒置在水槽中盛满水的集气
瓶里。等集气瓶里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心
地把集气瓶移出水槽，正放在桌子上。
10. 停止加热，先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯。
分析与思考
1. 为什么可以用排水集气法收集氧气？结合氧气的物理性质，解
释其中的原因。
2. 导管口开始有气泡放出时，为什么不宜立即收集气体？
3. 停止加热时，为什么先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯？
4. 在这一反应中，有几种反应物？生成了几种新物质?
6
物
质
的
变
化
5. 氯酸钾分解产生氧气，不加入二氧化锰和加入二氧化锰，化学
反应速率有什么不同？日常生活中能够影响其他物质的化学反应快慢
的物质还有哪些？
氯酸钾分解产生氧气的文字表达式：
二氧化锰
加热
氯化钾+ 氧气
氯酸钾
实验室常利用这一反应制取氧气。在这个反应中，一种物质生成了两
种新物质。我们把由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫作分
解反应（decomposition reaction）。
在氯酸钾制取氧气的化学反应里，二氧化锰加快了化学反应速率。
我们把能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反
应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂（catalyst），也叫作触媒。催化
剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
化学反应的本质特征是生成了新的物质。化合反应和分解反应均属于
化学反应的基本类型。除了通过氯酸钾分解制取氧气外，我们还可以通过
加热高锰酸钾、分解过氧化氢等方法制取氧气。
阅读材料
催化剂
催化剂能改变化学反应的速率。一些金属（如铁、镍、铂、铑等）以及
金属氧化物（如二氧化锰、氧化铁、氧化铬、氧化钒等）可以作为化学反应
的催化剂。工业上，在生产硫酸的过程中使用催化剂可以使反应速率大大
加快。
催化剂还有一个重要的特点，那就是选择性。生物体内的酶也是一种催
化剂，它参与人体内的生命活动，具有高度的专一性。一种酶只能对某一类
或某一个化学变化起催化作用。例如，我们咀嚼米饭或馒头时会感到有甜
味，就是因为唾液中的淀粉酶促使米饭或馒头中的淀粉转化成了麦芽糖。
6
物
质
的
变
化
跨学科实践活动
制作简易制氧机
制氧机的问世，满足了人们随时吸氧的需求。根据制取氧气的原
理，以小组为单位，设计并制作一台简易制氧机。
1. 综合考虑安全性、可行性和可操作性。
2. 通过文字描述或设计图等方式呈现设计方案。
3. 小组成员合作，按照设计方案制作简易制氧机。
技
能
实验报告的撰写
实验报告，就是实验者在实验研究活动中，把实验的目的、方法、步骤和
结果等，用简洁的语言写成的书面报告。实验报告的种类较多，格式大同小异。
一般根据实验的先后顺序来写，主要内容如下。
1. 实验名称。要用最简练的语言反映实验的内容。
2. 实验目的。要明确，抓住重点。
3. 实验原理。要简洁，可以写出所依据原理的名称和表达式，有时还要画
出实验装置的示意图或实验原理图，再配以相应的文字说明。
4. 实验仪器、设备和药品。要明确仪器、设备的名称及主要规格，药品的
类型、剂量等。
5. 实验过程。这是实验报告中的重要内容，要写明经过哪些步骤，采用什
么方法。
6. 实验数据或现象。记录和分析实验数据或现象，可以根据需要设计数据
记录表，并按照实验要求处理数据。
7. 实验结论。根据实验过程中获得的数据或观察到的现象，得出结论。
8. 实验总结。分析实验成功或失败的原因，对实验中存在的问题、改进的
6
物
质
的
变
化
方法等进行讨论。
实验完成后，应认真填写实验报告。
实验报告
姓名
合作者
班级
日期
实验名称：
实验目的：
实验原理：
实验仪器、设备和药品：
实验过程：
实验数据或现象：
实验结论：
实验总结：
6
物
质
的
变
化
反馈与评价
一、判断题
1. 温度达到着火点时，可燃物就一定能燃烧。
（
）
2. 爆炸一定是化学变化。
（
）
二、选择题
1. 下列变化中属于物理变化的是（
）。
A. 钢铁生锈
B. 纸张燃烧
C. 食物腐烂
D. 瓷碗破碎
2. 实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的实验中，不需要使用的仪器是（
）。
A. 试管
B. 烧杯
C. 酒精灯
D. 集气瓶
3. 下列反应中属于分解反应的是（
）。
A. 镁+ 氧气
点燃
氧化镁
B. 红磷+ 氧气
点燃
五氧化二磷
C. 过氧化氢
二氧化锰氧气+ 水
D. 硝酸钾+ 硫黄+ 木炭
加热氮气+ 二氧化碳+ 硫化钾
1. 每年世界上都会发生成千上万起家庭火灾事故。常见家庭火灾的火源有哪些？如果
我们能掌握一些家庭防火知识和紧急灭火方法，一旦起火，就能有效地采取措施，保护自
己和家人的生命和财产安全。请你与家人一起制订一个安全用火计划和紧急灭火方案。
2. 在家炒菜时，如果锅中起火，你认为最好的灭火方式是什么？为什么？
3. 炸药可以帮助人们开山劈岭、爆破建筑物等，但如果炸药使用不当，会对人们的生
命和财产造成极大的危害。请你列举类似炸药这种具有两面性的事物，并说说我们应如何
合理地利用它们。
1. 点燃的蜡烛和沸腾的水都能放出热量，两者之中哪个是物理变化，哪个是化学变
化？请你根据下面的提示设计一个简易实验来证明你的结论。
6
物
质
的
变
化
（1）物理变化与化学变化的区别是什么？
（2）如何收集蜡烛燃烧的产物和水沸腾的产物？
2. “纸火锅”悄然兴起，吸引了不少食客。为什么“纸火锅”的纸在烹饪时不会燃烧？
3. 用燃烧的条件和灭火的原理解释下列成语：火上浇油、抱薪救火、杯水车薪、釜底
抽薪。
本章要点
分
解
反
应
氯酸钾
分解制
取氧气
包
括
物理变化
包
括
物质变化
本质特征
新物质生成
能量变化
放出气体
生成沉淀
变色
包
括
放
热
反
应
吸
热
反
应
形
式
化
合
反
应
包
括
主要类型
化学变化
燃烧
可
燃
物
氧
气
性
质
支
持
燃
烧
供
给
呼
吸
温
度
达
到
着
火
点
条
件
红
磷
与
氧
气
反
应
包
括
特殊的燃烧
爆
炸
知识结构
1. 化学变化与物理变化的区别是有无新物质生成。在变化过程中有新的物
质生成的变化是化学变化。化学变化中常伴随有生成沉淀、变色、放出气体和
能量变化等现象。
2. 化学反应中的能量变化表现为吸热或放热。
3. 燃烧是一种剧烈的化学反应，爆炸是一种更为急剧的特殊的燃烧现象。
物质的自发燃烧称为自燃。可燃物、氧气（或空气）和温度达到着火点是物质
6
物
质
的
变
化
燃烧必须同时满足的三个条件，破坏物质燃烧的任何一个条件即可达到灭火的
目的，这就是灭火的原理。
4. 氧气是空气的主要成分之一，能供给呼吸，支持燃烧。实验室常利用氯
酸钾的分解来制取氧气。
5. 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫作化合反应；由一
种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。
6. 催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
本章核心素养
1. 通过对物理变化、化学变化及其特征的比较，初步形成对物质及其变化
的认识。
2. 基于探究燃烧条件的实验，运用分析、概括的思维方法，认识事物的内
在规律，得出物质燃烧必须同时满足的三个条件。
3. 理解科学探究的过程和基本方法，能根据已经制定的探究计划，利用试
管、集气瓶、酒精灯等器材完成氧气的实验室制取，认识实验室制取气体的一
般思路和方法。
4. 能举例说明化学变化在自然界与生产生活中的广泛存在和应用，认同化
学反应造福人类的独特价值。
物质的性质
“白青得铁，即化为铜”讲述了湿法炼铜的原理，“何意
百炼刚，化为绕指柔”描述了生铁变钢的反应，“千锤万击出
深山，烈火焚烧若等闲”展现了碳酸钙的分解。
湿法炼铜与物质的性质有什么关系？生铁的成分有哪些？
它是怎样变成钢的？石灰石煅烧后产生的二氧化碳为何可以用
来灭火？我们如何探索物质的性质？
7
物
质
的
性
质
7.1 常见的固体物质
做菜时要用到食盐，建筑工地上要用到石灰石和熟石灰，化工
生产中要用到烧碱。食盐、石灰石、烧碱和熟石灰与人类的关系十
分密切。
物理性质
想一想
食盐、石灰石、烧碱和熟石灰都是大家熟悉的物质，你怎样区分它们？
烧碱
熟石灰
食盐
石灰石
图7.1
常见的固体物质
实
验
区分食盐、石灰石、烧碱和熟石灰
材料与仪器
食盐，石灰石粉末，烧碱，熟石灰，水，药匙，烧杯，玻璃棒。
7
物
质
的
性
质
注意：烧碱和熟石灰对
皮肤、衣服有一定的腐蚀性，
不要用手直接触摸！
步骤
1. 取少量食盐、石灰石粉末、烧碱和熟
石灰，分别放入四个烧杯中，观察它们的颜色
和形态。
2. 分别向四个烧杯中加入适量水，用玻璃棒搅拌，观察发生的现象。
3. 摸一摸烧杯外壁，感觉温度的变化。
（提醒：药匙用后要擦拭干净，以备下次再用。）
分析与思考
根据观察到的现象，我们能不能区分食盐、石灰石、烧碱和熟石
灰这四种物质？为什么？
石灰石（主要成分为碳酸钙）一般为灰色固体，食盐、烧碱（氢氧化钠的
俗名）和熟石灰（氢氧化钙的俗名）一般为白色固体。熟石灰微溶于水，石灰
石难溶于水，食盐和烧碱易溶于水，烧碱溶于水时还会放出大量的热。烧碱放
置在空气中时容易吸收水分，表面变潮湿并逐渐溶解，这种现象叫作潮解。因
此，烧碱可用作某些气体的干燥剂。
物质的颜色、气味、状态、硬度、熔点、沸点、密度、溶解性和挥发
性等不需要发生化学变化就能表现出来的性质，叫作物质的物理性质。
化学性质
想一想
在上面的实验中，石灰石和熟石灰在水中的溶解性的区别是否明显？还有
什么方法可以区分食盐、石灰石、烧碱、熟石灰？
7
物
质
的
性
质
实
验
食盐、石灰石、烧碱、熟石灰与稀盐酸的反应
材料与仪器
食盐，石灰石粉末，烧碱，熟石灰，稀盐酸，试管，药匙。
步骤
用药匙分别向四支试管中放入少量食盐、石灰石粉末、烧碱和熟石
灰，再各加入适量稀盐酸，观察发生的现象。摸一摸试管外壁，感觉温
度的变化。将实验结果填入表7.1。
表7.1
食盐、石灰石、烧碱、熟石灰与稀盐酸的反应实验记录
加入稀盐酸后的现象
食盐
石灰石
烧碱
熟石灰
分析与思考
石灰石、烧碱、熟石灰各自加入适量稀盐酸时观察到的现象和它
们各自加入适量水时观察到的现象有哪些不同之处？为什么？
7
物
质
的
性
质
石灰石、烧碱、熟石灰分别与盐酸反应的文字表达式如下：
碳酸钙+ 盐酸
氯化钙+ 二氧化碳+ 水
氢氧化钠+ 盐酸
氯化钠+ 水
氢氧化钙+ 盐酸
氯化钙+ 水
食盐的主要成分是氯化钠，氯化钠和盐酸不发生反应。
碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙都能与盐酸发生反应，氧气能支持燃
烧，铁在潮湿的空气中会生锈。像这样，物质在化学变化中才能表现出来
的性质，叫作物质的化学性质。
阅读材料
食
盐
食盐的主要成分是氯化钠，你知道它有哪些用途吗？
食盐是重要的调味品，在炒菜和腌制食物时都要加些食盐。同时，食盐
也是人体生理活动不可缺少的物质。在正常情况下，成年人每人每天需摄入
3 ~ 5 g 食盐，它对维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起
主要作用，但长期食用过多的食盐不利于人体健康。
图7.2
盐场
氯化钠在自然界中分布广泛。海水里含有大量氯化钠，在土壤、盐湖和
盐矿中也蕴藏着大量的氯化钠。但是从海水和盐矿中得到的盐往往含有很多
7
物
质
的
性
质
杂质，称为粗盐，经过加工后才能成为供人们食用的精制盐。我国古代盐业
史的开端，可以追溯到“古者宿沙初作煮海盐”。到宋元时期，我国已经使
用海滩晒盐法生产食盐。
粗盐
母液
海水
贮水池
蒸发池
结晶池
氯化钠
多种化工产品
图7.3
海水制盐工艺流程
跨学科实践活动
用生鸡蛋蛋壳与白醋制作艺术品
图7.4
生鸡蛋蛋壳
生鸡蛋蛋壳的主要成分是碳酸钙，能与酸发生
反应。请你在家做生鸡蛋蛋壳与白醋的反应实验，
观察并记录现象，再利用这一化学反应，制作工艺
品，与其他同学比一比谁做的工艺品更漂亮。
具体操作流程如下。
1. 将一个生鸡蛋放进玻璃杯，向杯中倒入适量
白醋，浸没生鸡蛋，观察发生的现象。静置24 h
后，再仔细观察发生的变化。
2. 用棉签蘸取白醋在生鸡蛋蛋壳上绘制自己喜欢的图案（需反复
涂画），过一段时间，观察蛋壳上是否出现了该图案。
3. 在一个透明玻璃瓶中放入适量的生鸡蛋蛋壳碎屑，再倒入稀释
后的白醋至瓶口，盖上瓶盖，这样就制成了可以上下翻滚的“流星
雨”。你也可以加入一些颜料，使“流星雨”更绚烂。
拓展思考
在步骤1 中，发生了什么现象？
在步骤2 中，生鸡蛋蛋壳出现图案的原理是什么？
7
物
质
的
性
质
在步骤3 中，形成“流星雨”现象的原因除了化学原理外，还涉
及什么原理？
在生活中，运用此活动的主要原理还可以做什么？
自制“叶脉书签”
“叶脉书签”珍藏了大自然的美丽，可以夹在书中自己使用，也
可以赠予亲朋好友，表达美好祝福。它的制作原理比较简单：植物的
叶脉由坚韧的纤维素构成，在碱液中不易被煮烂，而叶脉四周的叶肉
在碱液中容易被煮烂。请同学们合作，制作漂亮的“叶脉书签”。
具体操作流程如下（戴手套进行操作，注意安全）。
1. 选择外形完整、大小适中，具有网状叶脉的干净叶片放入约10%
的氢氧化钠溶液中煮沸，直至叶肉呈现黄色。
图7.5 “叶脉书签”
2. 取出叶片，用水将叶片上的氢氧化钠溶液洗净。
3. 将叶片平铺在玻璃板上，用柔软的毛刷（牙
刷或试管刷）轻轻刷去叶肉。
4. 将剩下的叶脉放在水中清洗后，晾至半干。
5. 在叶脉上着上自己喜欢的颜色，晾干后夹在
书中压平。
6. 与同学交流，看看谁的“叶脉书签”做得更
精美。
拓展思考
如果制作“叶脉书签”失败，原因可能是什么？
查阅资料，你能否找出制作“叶脉书签”的其他方法？制作原理
是什么？
7
物
质
的
性
质
7.2 常见的液体物质
在生产和生活中，我们经常要用到各种各样的液体物质，如医
用酒精、食醋、果汁、消毒水、洗涤剂、盐酸、乙醇等。其中盐酸
和乙醇是重要的化工产品和化工原料。
医用酒精
食醋
果汁
洗涤剂
图7.6
常见的液体物质
盐
酸
想一想
为什么可以用盐酸除去铁制品表面的锈？盐酸有怎样的性质？
实
验
盐酸的性质
材料与仪器
浓盐酸，水，烧杯，玻璃棒。
步骤
1. 观察浓盐酸的颜色和状态。小心地打开瓶塞，观察发生的现象。
再用手在瓶口轻轻扇动，闻一闻是否有气味。
7
物
质
的
性
质
注意：盐酸具有腐蚀性，使用时应十
分小心，不要溅到皮肤、衣服上。如果
不慎将盐酸溅到了皮肤或衣服上，应立即用
大量清水冲洗，然后涂上3%～5%的碳酸氢
钠溶液。做实验时应戴上防护眼镜。
2. 往烧杯中加一定体积的水，
将等体积的浓盐酸缓慢地沿烧杯内
壁加入盛有水的烧杯中，边加边用
玻璃棒搅拌。再用手摸一摸烧杯外
壁，感觉温度的变化。
把上述观察结果填入表7.2。
表7.2
盐酸的性质观察记录
物理性质
观察结果
颜色
气味
密度（与水比较）
在水中溶解的现象
状态
分析与思考
1. 盐酸具有哪些性质？
2. 使用浓盐酸时应注意哪些问题？
盐酸为无色液体，有腐蚀性，是一种常见的化学品。胃酸的主要成分
是盐酸。在一般情况下，实验室用的浓盐酸是指溶液中氯化氢的质量分数
为37 % ~ 38% 的盐酸。浓盐酸在空气中极易挥发，形成酸雾。
7
物
质
的
性
质
稀盐酸与金属的反应
想一想
实验室中，为什么稀盐酸一般用玻璃瓶而不用金属瓶盛装？
实
验
稀盐酸与金属的反应
材料与仪器
木条，火柴，镁条，锌粒，铁丝，铜片，稀盐酸，试管，镊子，药匙。
步骤
1. 向四支试管中分别加入用砂纸打磨过的少量镁条、锌粒、铁丝
和铜片，然后再向试管中各加入适量稀盐酸。观察发生的现象，并比
较它们反应的剧烈程度。
2. 把燃着的木条放在试管口进行检验。
将实验现象填入表7.3。
表7.3
稀盐酸与金属的反应实验记录
金属
实验现象
镁条
锌粒
铁丝
铜片
7
物
质
的
性
质
分析与思考
1. 镁、锌、铁在与稀盐酸反应时，剧烈程度由强到弱依次是怎样
的？铜能不能与稀盐酸反应？
2. 一般来说，在相同条件下，金属与稀盐酸反应越剧烈，金属的
活动性就越强。根据上述实验可知，镁、锌、铁、铜的金属活动性由
强到弱依次是怎样的？
上述反应的文字表达式如下：
镁+ 盐酸
氯化镁+ 氢气
锌+ 盐酸
氯化锌+ 氢气
铁+ 盐酸
氯化亚铁+ 氢气
铜不能与稀盐酸反应。
上述金属的活动性顺序如下：
镁
锌
铁（氢）铜
金属活动性由强逐渐减弱
通常情况下，排在氢前面的金属能跟稀盐酸反应产生氢气，排在氢后
面的金属不能跟稀盐酸反应。
讨
论
水垢的主要成分是碳酸钙。热水瓶内的水垢能否用温热的食醋或稀盐酸浸
泡清洗？铝壶内的水垢能否用温热的食醋或稀盐酸长时间浸泡清洗？为什么？
乙
醇
想一想
酒的主要成分是什么？
7
物
质
的
性
质
实
验
乙醇的性质
材料与仪器
乙醇，火柴，蒸发皿，玻璃罩。
步骤
1. 观察乙醇的颜色和状态。打开瓶塞，用手在瓶口轻轻扇动，闻
一闻是否有气味。
2. 往蒸发皿中加入少量的乙醇，用火柴点燃后盖上玻璃罩，观察
玻璃罩壁是否有无色液滴出现。
分析与思考
玻璃罩壁有无色液滴出现，说明乙醇燃烧生成了什么物质？除此
之外还有没有其他产物？如果有，如何验证？
乙醇与氧气反应的文字表达式：
乙醇+ 氧气
点燃
二氧化碳+ 水
乙醇俗称酒精，是无色透明而具有特殊香味的液体，密度比水小。常
温常压下，其密度约为0.79 g/cm
3，沸点约为78 ℃。乙醇易挥发，是良好
的溶剂，能与水以任意比例互溶。
7
物
质
的
性
质
7.3 常见的气体物质
在我们身边存在着不同种类的气体物质，如氧气、氮气、二氧
化碳和一氧化碳等。二氧化碳和一氧化碳都是影响人类生存环境的
重要气体，与我们的日常生活息息相关。
二氧化碳
想一想
二氧化碳是灭火的重要物质。它为什么能够灭火呢？
实
验
二氧化碳的性质
材料与仪器
水，澄清石灰水，二氧化碳，火柴，质地较软的塑料瓶，托盘天
平，磨砂玻璃片，镊子，集气瓶，烧杯，导管，试管。
图7.7
称量二氧化碳的质量
步骤
1. 用托盘天平称量一个集气瓶
（容量为350 mL 以上）和磨砂玻
璃片的质量，记下所得的数据。用
该集气瓶收集满二氧化碳气体，盖
上磨砂玻璃片。观察二氧化碳的颜
色，然后称量，记下所得的数据，
并与前一个数据进行比较。
7
物
质
的
性
质
2. 用闻氧气的方法闻二氧化碳的气味。
3. 将一根燃着的火柴伸入盛有二氧化碳气体的集气瓶中，观察发
生的现象。
图7.8
将二氧化碳气体通入盛
有澄清石灰水的试管中
4. 通过导管将二氧化碳气体通入
盛有澄清石灰水的试管中，观察发生的
现象。
5. 在一个质地较软的塑料瓶里先装
一半水，再用此瓶收集二氧化碳气体
（注意收集时不要将导管伸入水中），然
后盖紧瓶盖，振荡，观察发生的现象。
分析与思考
1. 在相同的条件下，同体积的空气与二氧化碳相比，哪一种气
体较重？除了用以上直接称量的方法之外，还可以用什么方法进行
比较？
2. 在步骤3 中，我们可以观察到什么现象？该现象说明了什么？
二氧化碳的这种性质可以用来做什么？
3. 我们可以用什么方法来检验二氧化碳气体的存在？
4. 步骤5 说明了什么？
图7.9
碳酸饮料
在通常状况下，二氧化碳（carbon dioxide）是一
种无色无味、密度比空气大（在标准状况下，二氧化碳
的密度为1.977 g / L）的气体，可溶于水，1 体积的水
大约可以溶解1 体积的二氧化碳。二氧化碳溶于水后
还会与水发生反应，可用来制作碳酸饮料，所发生反
应的文字表达式：
二氧化碳+ 水
碳酸
在加压和降温的情况下，二氧化碳会变成无色液体，甚至变成雪花状固
体。通常把固态二氧化碳叫作“干冰”（dry ice）。二氧化碳气体不能燃
7
物
质
的
性
质
烧，也不支持燃烧。它可以使澄清石灰水变浑浊，这一性质常被用来检验
二氧化碳气体的存在，所发生反应的文字表达式：
二氧化碳+ 氢氧化钙
碳酸钙+ 水
二氧化碳具有广泛的用途。干冰可用作制冷剂，常用于冷藏食品、人工降
雨和灭火等；在化工生产中，二氧化碳被用来制造化肥；利用二氧化碳溶于水
并与水发生反应的性质，人们生产出了碳酸饮料；二氧化碳还是植物进行光合
作用的主要原料。
干冰
灭火
化肥
植物进行光合作用
图7.10
二氧化碳的用途
二氧化碳的实验室制取
想一想
二氧化碳用途广泛，我们在实验室里是如何制取二氧化碳的呢？
7
物
质
的
性
质
实
验
二氧化碳的实验室制取
材料与仪器
石灰石，稀盐酸，火柴，木条，长颈漏斗，锥形瓶，橡胶塞，导管，乳
胶管，玻璃片，集气瓶。
图7.11
二氧化碳的实验室制取
步骤
1. 检查装置的气密性后，往锥形
瓶中加入适量石灰石。
2. 按图7.11 所示连接实验装置。
3. 从长颈漏斗中加入适量稀盐酸。
4. 将导管伸入集气瓶底部，用向
上排空气法收集气体。
5. 将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭说明二氧化碳已集满。
分析与思考
1. 如何检验装置的气密性？
2. 结合二氧化碳的物理性质，解释为什么采用向上排空气法收集
二氧化碳。
3. 为什么根据燃着的木条放在集气瓶口时熄灭就可判断二氧化碳
已集满？
实验室制取二氧化碳的文字表达式：
碳酸钙+ 盐酸
氯化钙+ 二氧化碳+ 水
阅读材料
人工合成淀粉
淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。粮食的生长通常需
7
物
质
的
性
质
要较长周期，且占用大量土地、淡水等资源，还会消耗化肥、农药等农业
生产资料。科学家们很早就开始思考：如果不依靠粮食，是否也可以获得
淀粉？
2021 年9 月，中国科学家首次在实验室实现用二氧化碳人工合成淀粉。
这一成果如果能走出实验室，投入实际生产应用，将有机会节约大量土地
和淡水资源，减轻化肥和农药对环境的负面影响。这对提高我国粮食安全
水平，实现碳达峰、碳中和具有重要意义。
一氧化碳
想一想
从名称上看，一氧化碳和二氧化碳只有一“氧”之差。那么，它们的性质
相似吗？它们可以相互转化吗？
实
验
一氧化碳的性质
材料与仪器
一氧化碳，澄清石灰水，氧化铜，火柴，硬质玻璃管，铁架台（带铁
夹），导管，烧杯，单孔橡胶塞，双孔橡胶塞，酒精灯。
步骤
1. 观察一氧化碳的颜色和状态。
2. 点燃一氧化碳气体，观察火焰的颜色。把一个内壁附有澄清石
灰水的烧杯罩在火焰上（如图7.12 所示），观察发生的现象。
3. 在硬质玻璃管中放入氧化铜粉末，通入一氧化碳气体赶走硬质玻
璃管内的空气后，加热（如图7.13 所示），观察发生的现象。
7
物
质
的
性
质
图7.13
一氧化碳还原氧化铜
一氧化碳
氧化铜
澄清
石灰水
图7.12
一氧化碳的燃烧
注意：一氧化碳
有毒，使用时要注意
安全。点燃一氧化碳
前要检验其纯度。
分析与思考
1. 一氧化碳和二氧化碳的性质有哪些相同和不同之处？
2. 在日常生活中，一氧化碳有哪些用途？
3. 有人说，冬天用煤炉取暖时，在煤炉旁边放一盆水就可以防止
一氧化碳中毒。这种说法对吗？为什么？
一氧化碳（carbon monoxide）是一种无色无味的气体，可燃，有还原
性，难溶于水；剧毒，是煤气、水煤气的主要成分；可用于冶炼金属。
一氧化碳与氧气反应的文字表达式：
一氧化碳+ 氧气
点燃
二氧化碳
一氧化碳与氧化铜反应的文字表达式：
一氧化碳+ 氧化铜
加热
铜+ 二氧化碳
现代炼铁
古代炼铁
图7.14
冶炼金属
7
物
质
的
性
质
讨
论
1. 在一氧化碳还原氧化铜的实验中，通过试管中澄清石灰水后出来的气体
叫作尾气。在该实验中，为什么要将尾气点燃？
2. 为了尽可能地节约原料或能源，可将该装置做哪些改进？
阅读材料
煤气中毒与施救
图7.15
抢救煤气中毒者
煤气中含有一氧化碳，煤气中
毒实质上就是一氧化碳中毒。一氧化
碳被吸入人体后，容易与血液中的
血红蛋白结合，从而使血红蛋白不
能与氧气结合，导致人体因缺氧而
头晕心慌、昏迷不醒、呼吸微弱，
甚至可能因抢救不及时而死亡。
煤、天然气和石油液化气在氧
气不足的条件下燃烧都会产生一氧化碳。所以，使用这些燃料时要注意通
风，以防中毒。
万一发生煤气中毒，应立即打开门窗，关闭气源。切不可开灯和打开排
风扇等电器，否则会引起爆炸。将中毒者迅速转移到通风良好、空气新鲜的
地方，解开中毒者的衣扣，清除其口鼻分泌物，保持其呼吸道畅通。如果发
现中毒者呼吸骤停，应立即进行人工呼吸，并做胸外心脏按压。严重者应尽
快送医院抢救。
跨学科实践活动
设计制作人呼出的气体中二氧化碳含量的检测装置
人每时每刻都在呼吸，释放出二氧化碳，而空气中本来就有二氧
7
物
质
的
性
质
化碳。人呼出的气体中的二氧化碳含量和空气中的二氧化碳含量相比，
哪个更高？为了探究这个问题，请结合所学知识，以小组为单位设计
制作二氧化碳的检测装置，并进行实际应用。
1. 查阅资料，选择合适的仪器和药品设计制作一套用于检测人呼
出的气体中二氧化碳含量的简单装置。
2. 检测该装置的可行性。
3. 若该装置可行，尝试改进检测效果；若该装置不可行，重新设计
制作。
4. 小组间交流讨论在设计制作过程中遇到的困难，说说你们组是
如何解决的。
技
能
固体药品的取用
探究固体物质的物理性质和化学性质要在实验室中进行，固体药品的取用
需要遵守一定的规范。通常将固体药品保存在广口瓶中。固体药品的形态不同，
取用工具和方法也不同。
图7.16
固体药品的取用
固体药品
的取用
粉末状固体
药品的取用
倾斜试管
把药品送至试管底部
将试管快速竖立起来
工具
方法
药匙或纸槽
块状固体
药品的取用
方法
把试管横放
把药品放在试管口
将试管慢慢竖立起来
工具
镊子
7
物
质
的
性
质
1. 取用块状固体药品—— 一横、二放、三慢竖（工具：镊子）。
先将试管横放，用镊子夹取数粒固体药品放在试管口，然后将试管慢慢竖
立起来，让药品缓缓地滑落到试管底部。
2. 取用粉末状固体药品——一斜、二送、三快竖（工具：药匙或纸槽）。
先将试管微微倾斜，用药匙或纸槽将粉末状药品送到试管底部，然后将试
管快速竖立起来。
液体药品的取用
试管略倾斜
瓶口紧挨试管
口，慢慢倒入
瓶塞倒放在桌面上，用
完及时盖回原试剂瓶
标签朝向手心
图7.17
倾倒法
-
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-
液体药品通常盛放在细口瓶或滴瓶
中，受光或受热易分解变质的液体药品
存放在棕色瓶中，不同用量的液体药品
取用方法不同。
1. 取用较多液体药品——倾倒法。
2. 取用少量液体药品——滴加法
（工具：胶头滴管）。
遵循胶头滴管的使用规范，取用少量液体药品。
3. 取用一定量的液体药品——量取法（工具：量筒、胶头滴管）。
遵循量筒的使用规范，配合使用胶头滴管，准确量取一定量的液体药品。
实验室常见的玻璃器皿的使用
实验室里各种各样的玻璃器皿有着不同的形状和用途。实验室常见的玻璃
器皿的类型或规格、用途、使用方法及注意事项见表7.4。
图7.18
实验室常见的玻璃器皿
7
物
质
的
性
质
表7.4
实验室常见的玻璃器皿
玻璃器皿
类型或规格
用途
使用方法及注意事项
试管
普通试管、刻
度试管、平底试
管、离心试管
用作少量
试剂的反应容
器，在常温或
加热时使用
加热时应注意使试管底部受热均匀，并
且应使用试管夹。试管夹应夹在离试管口三
分之一处。使用时手持试管夹的长柄，使试
管倾斜，与台面成45°角，管口应朝向无人
处。试管加热后不能骤冷，以防爆裂
烧杯
普通烧杯、带
刻度的烧杯（印标
烧杯）
用作配制
溶液和较大量
试剂的反应容
器，在常温或
加热时使用
可加热至较高温度。加热时应将烧杯
放在陶土网上，不可直接用火加热。在加
热盛有溶液的烧杯时，溶液量不宜超过烧
杯容量的三分之一
集气瓶
以容积大小划
分规格
用于收集
气体和贮存少
量气体
不可加热。用集气瓶收集满气体后，
应立即盖好磨砂玻璃片
广口瓶
磨口广口瓶、
不磨口广口瓶
用于贮藏
固体试剂
不可加热。见光易分解的试剂应盛放
在棕色广口瓶中
滴管
直形滴管、直
形有缓冲球滴管、
弯形有缓冲球滴管
用于吸取
或滴加少量液
体试剂
用中指和无名指夹住滴管颈部以保持
稳定，用拇指和食指挤压胶头以控制试剂
的吸入量或滴加量。胶头滴管应垂直悬空
于容器上方0.5 cm 处滴加液体。用完之后
不能倒置，也不能平放于桌面上，应立即
用水洗净。严禁未清洗就吸取另一试剂。
滴瓶上的滴管则无须清洗
有些实验如气体收集等需要干燥的玻璃容器，否则会影响实验的结果。玻
璃容器的干燥常用烘干或晾干的方法，绝不能用抹布或试纸擦拭，以免使洗净
的玻璃容器受到污染。
7
物
质
的
性
质
反馈与评价
一、判断题
1. 氢氧化钠固体放置在空气中很容易变质，是因为其易与空气中的二氧化碳发生
反应。
（
）
2. 一氧化碳能使灼热的氧化铜还原为铜。
（
）
二、选择题
1. 下列做法符合“绿色发展”“低碳生活”“碳达峰”“碳中和”等理念的是（
）。
A. 出行尽量开私家车
B. 废品无须回收利用
C. 在空旷偏僻的地方燃烧生活垃圾
D. 能源使用向多元、清洁和低碳方向转型，并寻找替代能源
2. 下列关于二氧化碳的说法，不正确的是（
）。
A. 利用干冰可进行人工降雨
B. 二氧化碳溶于水发生了化学反应
C. 大气层中的二氧化碳越多，抵御紫外线的作用越强
D. 用“碳酸水”（二氧化碳的水溶液）浇灌植物有利于植物光合作用和碱性土壤改良
3. 下列有关药品的取用操作，正确的是（
）。
A. 品尝实验室中贴有“氯化钠”标签的药品
B. 实验结束后，将剩余药品装入口袋带回教室
C. 因剩余的药品不能放入原试剂瓶，所以将其倒入垃圾桶
D. 某液体药品的用量未指明，一般应该按最少量取1 ~ 2 mL
1. 下面列举的都是我们所熟悉的物质的常见性质。想一想：它们属于物理性质还是化
学性质？
（1）花香四溢是
性质。
（2）吸入一定量的一氧化碳气体会引起煤气中毒，这是
性质。
（3）食盐能溶于水，且水溶液有咸味，这是
性质。
（4）盐酸或醋酸能将水垢溶解，这是
性质。
7
物
质
的
性
质
（5）烧碱溶于水时要放出大量的热，其水溶液有滑腻感，这是
性质；其浓溶
液有很强的腐蚀性，这是
性质。
2. 空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应增强，这将会带来哪些危害？
3. 二氧化碳是我们非常熟悉的气体，你能写出它的三种化学性质吗？设计实验方案鉴
别二氧化碳与一氧化碳气体。
前面我们学习过有关灭火器的知识。请你利用小苏打（碳酸氢钠）以及厨房里常见的
物品，设计一个简易灭火器。
1. 灭火的原理：
。
常见的灭火器：
。
2. 碳酸氢钠与
反应的产物
有灭火的功能。
3. 根据以上推论，设计简易灭火器的步骤：
。
本章要点
知识结构
主要包括
包
括
密
度
沸
点
熔
点
硬
度
状
态
气
味
颜
色
溶
解
性
挥
发
性
固体的
化学性质
液体的
化学性质
气体的
化学性质
石灰石
与盐酸
的反应
烧碱与盐
酸的反应
盐酸与
镁、锌、铁
的反应
二氧化碳与
澄清石灰水
的反应
一氧化碳与
氧气、氧化
铜的反应
乙醇的
燃烧
熟石灰
与盐酸
的反应
物理性质
化学性质
物质的性质
包
括
包
括
包
括
包
括
7
物
质
的
性
质
1. 物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质，叫作物质的物理性质；
物质在化学变化中才能表现出来的性质，叫作物质的化学性质。
2. 碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙都能与盐酸发生反应。
3. 盐酸为无色液体，有腐蚀性，是一种常见的化学品。
4. 常见金属的活动性顺序如下：
镁
锌
铁（氢）铜
金属活动性由强逐渐减弱
通常情况下，排在氢前面的金属能跟稀盐酸反应产生氢气。
5. 乙醇是常见的液体物质，能在空气中燃烧，生成二氧化碳和水。
6. 二氧化碳气体不能燃烧，也不支持燃烧，可用来灭火。它可以使澄清石
灰水变浑浊，这一性质常被用来检验二氧化碳气体的存在。
7. 实验室通常用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳。
8. 一氧化碳是一种无色无味的气体，可燃，有还原性，难溶于水；它也是
一种重要的气体燃料，可用于冶炼金属。
9. 用燃烧的方法可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳。
本章核心素养
1. 初步认识常见的固体、液体、气体物质，能举例说明物质性质的广泛应
用，形成“性质决定用途”的科学观念。
2. 基于实验现象，运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，
辨析物质性质的相似性与差异性。
3. 基于本章设置的实验，运用研究物质性质的一般思路和方法开展实验，
通过观察获取信息，进行证据推理及建构模型，得出合理结论。培养利用所学
知识和方法获取信息、处理信息并得出结论的能力。
4. 从辩证角度，初步分析和评价物质的实际应用。结合实例体会化学品的
保存、选择和使用与物质性质的重要关系，认识合理使用化学品对保护环境的
重要意义，树立合理使用化学品的意识。
材料天地
国家跳台滑雪中心是2022 年北京冬季奥运会竞赛场馆之一，
又被称为“雪如意”。其整体采用全钢筋混凝土框架结构，顶部
圆环是由圆形钢焊接而成，还采用了曲面玻璃幕墙的设计。钢材、
水泥、混凝土、玻璃等材料被用来建造“雪如意”，这与它们的
性质有关。只有认识材料的性质才能更好地利用它们。
你认识哪些材料？生活中常见的金属材料有哪些？水泥、
陶瓷和玻璃各有哪些特点？塑料给我们带来了哪些便利，又给
环境带来了哪些危害？
8
材
料
天
地
8.1 身边的材料
从人们的衣食住行，到高科技产业的崛起，再到对太空的探
索，都离不开材料。材料的应用和发展与人类文明紧密相连。
铁矿石
木材
石灰石
天然橡胶
图8.1
一些常见的材料
自行车的材料
想一想
自行车是人们日常生活中常用的交通工具。一辆自行车由不同的部件构
成——富有弹性的鞍座、牢固结实的车架、轻质耐磨的轮胎……你知道它们
是用什么材料制成的吗？这些材料各有什么特点？
8
材
料
天
地
活
动
了解自行车的结构和材料
了解自行车的结构和材料，填入表8.1。
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
图8.2
自行车的主要结构
1.车铃
2.车把
3.车架
4.前闸
5.前叉
6.前挡泥板
7.轮辐
8.前轴
9.前轮
10.中轴
11.脚蹬
12.鞍座
13.货架
14.后挡泥板
15.后闸
16.飞轮
17.后轴
18.支架
19.后轮
20.链条
21.链罩
表8.1
制造自行车的材料及其特点和用途
自行车部件
制造材料
材料特点
材料的其他用途
车架
轮辐
轮胎
鞍座
其他部件（1）
其他部件（2）
其他部件（3）
在组成自行车的零件中，有金属材料、塑料、合成纤维和合成橡胶等
常见材料。随着现代科技的发展，自行车零件还用到了碳纤维、钛合金、
高科技陶瓷等新型材料。
8
材
料
天
地
图8.3
19 世纪30 年代英国人
麦克米伦制造的自行车
图8.4
我国20 世纪中期
生产的自行车
图8.5
现代生产的赛车型
自行车
材料的性质
想一想
我们身边有各种各样的材料。我们如何描述它们？又从哪些方面来比较不
同材料的性能呢？
活
动
了解材料的性质
材料是物质，但不是所有的物质都可以称为材料。
选择身边的一些常见材料，用简洁的语言描述它们的性质。在不说出材料
名称的情况下，看看同学们能否根据你的描述猜出它们的名称。
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的一些物
质。在科学上，要准确地描述一种材料，一般要明确以下几个方面的性
质：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度和硬度等。此外，材料的导电
性、导热性、稳定性、弹性、延展性以及抗压强度和抗拉强度等，我们也
需要了解。
不同的材料用途不同，材料的用途是由其性质决定的。
8
材
料
天
地
跨学科实践活动
调查房屋窗户材料
“窗含西岭千秋雪，门泊东吴万里船。”“今夜偏知春气暖，虫
声新透绿窗纱。”“矮纸斜行闲作草，晴窗细乳戏分茶。”窗户，不
仅是房屋的组成部分，也是古代诗人抒情咏怀的意象。窗户的演变离
不开窗户材料的变化，不同时期人们所使用的窗户材料存在一定的差
异。查找资料，比较我国近代房屋的窗户材料与现在的窗户材料有什
么不同，把结果填入表8.2。
表8.2
我国不同时期窗户材料的比较
项目
我国近代房屋的窗户材料
我国现在的窗户材料
外观
性能
安全性
拓展思考
与过去房屋的窗户相比，现在的窗户有了哪些改进？
这些改进是通过哪些材料的更新来实现的？
南北方传统民居各具特色，它们的窗户材料有什么不同？这与哪
些因素有关？尝试从气候角度进行解释。
8
材
料
天
地
8.2 金属材料
2022 年北京冬奥会的奖牌图案由五个圆环加圆心构成，这一
形象来源于中国古代的同心圆玉璧。金、银、铜三种奖牌是由合金
制成的。现代生活离不开金属材料。
2022 年北京冬奥会的奖牌
电线
不锈钢厨具
运载火箭
飞机
轮船
图8.6
金属材料的广泛应用
金属的物理性质
想一想
你知道哪些金属？你见过哪些金属？它们有哪些共同的特性？
实
验
比较不同材料的物理性质
材料与仪器
铁丝，铝丝，铜丝，小竹棍，细木条，砂纸，软布，酒精灯，铁
8
材
料
天
地
锤，铁砧，电池，导线，小电珠。
步骤
放置材料处
图8.7
导电实验
1. 分别用砂纸打磨铁
丝、铝丝、铜丝、小竹棍和
细木条，并用软布擦拭干
净。观察它们的颜色和光
泽，试一试它们是否容易被
折弯、折断。
2. 分别拿着铁丝、铝丝、
铜丝、小竹棍和细木条的一
端，将另一端在酒精灯火焰上烘烤一会儿，比较不同材料的导热性。
3. 用铁锤在铁砧上分别敲打铁丝、铝丝、铜丝、小竹棍和细木条，
观察发生的现象。
4. 分别用铁丝、铝丝、铜丝、小竹棍和细木条接通如图8.7 所示
的电路，试试它们能否导电。
将以上实验结果填入表8.3。
表8.3
比较不同材料的物理性质实验记录
材料
颜色
光泽
强度
导电性
延展性
导热性
铁丝
铝丝
铜丝
小竹棍
细木条
分析与思考
1. 实验所用材料中属于金属材料的有哪些？它们具有哪些共同的
物理性质？
2. 金属材料的这些性质有哪些用途？
8
材
料
天
地
大多数金属（metal）具有金属光泽，是电和热的良导体，有良好的延
展性。金属的密度一般较大。
在人类的生产和生活中，纯金属很难满足各种特殊的需要。现在我们
使用的各种金属材料大部分是合金（alloy）。把两种或两种以上的金属熔
合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以制得具有金属特征的
合金。通过调整合金的配方和改变其形成的条件，可以制成不同的合金。
合金材料大大拓展了金属的使用范围，提高了其使用价值。
阅读材料
金属之最
图8.8
液态金属——汞
在各种金属中，汞的熔点是最低
的，只有
38.83 ℃。它也是常温下唯一
呈液态的金属。
银是导电性、导热性最好的金属。
但由于银比较贵，所以它的使用受到
限制。
金是延展性最好的金属。它可被拉
成极细的金丝，也可被压成极薄的金箔。
古人对锡、铅和汞的使用
锡和铅是组成青铜的重要成分，也是人类较早利用的金属。锡和铅的
冶炼和加工技术是随着青铜冶铸技术的发展而发展的。
锡具有良好的延展性，而且在常温下不易氧化，可以用来包裹器具。古
埃及和古印度很早就用锡来镀铜。在我国的殷墟曾出土数具虎面铜盔，其中
一具内部红铜完好，外面镀了一层锡，镀层精美，至今光耀如新。
汞在我国俗称“水银”。如水似银，形象地描绘了它的物理性质。汞是
极好的“金属溶剂”，能溶解金、银、铜、锡等金属。金溶解在汞中的液态
混合物称为金汞齐。将它涂在铜器等金属器物表面，加热蒸发汞，金就在器
8
材
料
天
地
物表面形成镀层。在山西长治的战国墓中，曾出土镀金的车马饰物，当时的
人们就是采用这种方法来镀金的。
神奇的纳米材料
用物理、化学和生物学的方法可以制造出只包含几百个或几千个原子、
分子的颗粒，这些颗粒的直径只有几纳米，称为纳米颗粒，它是制造纳米材
料的基本单元。
金属纳米颗粒表面的原子十分活泼。实验发现，如果将金属铜或铝做
成纳米颗粒，它们遇到空气就会剧烈燃烧，发生爆炸。根据这一性质，可
用金属纳米颗粒的粉体做成固体火箭燃料和催化剂。当用金属纳米颗粒的
粉体制成块状金属材料时，它们的强度比一般金属高得多，同时又像橡胶
一样富有弹性。
形状记忆合金
图8.9
形状记忆合金的恢复
形状记忆合金是具有形状记忆
效应的合金，它能“记住”自己的
形状。形状记忆合金被广泛应用于
人造卫星和宇宙飞船的天线、水
暖系统、防火门、电路断电的自
动控制开关以及牙齿矫正等方
面。目前，主要有镍钛、铜锌铝
及铁锰硅系等形状记忆合金。
钢和铁
想一想
你了解铁的性质吗？你身边有哪些铁制的物品？铁钉是用纯铁制造的吗？
为什么铁制品会生锈？为什么铁制的文具盒总是磨掉油漆的地方先生锈？
8
材
料
天
地
实
验
铁制品的锈蚀
材料与仪器
铁丝，生锈的铁钉，蒸馏水，植物油，干燥剂，稀盐酸，试管，
试管塞，砂纸，钳子，镊子。
①
②
③
④
图8.10
铁丝的锈蚀实验
步骤
用钳子在同一根铁丝上分别
截取4 段约3 cm 长的铁丝，用砂
纸打磨至光亮，分别放入试管中，
如图8.10所示，进行下面的实验。
1. 在试管①中只放入铁丝。
2. 在试管②中加入少量经煮
沸迅速冷却的蒸馏水，使铁丝的一半浸没在水中。
3. 在试管③中用经煮沸迅速冷却的蒸馏水浸没铁丝，然后加入植物油。
4. 在试管④中加入干燥剂（如氯化钙等），塞紧试管塞。
连续观察4 天，把各个试管中铁丝锈蚀的情况填入表8.4。
表8.4
铁丝的锈蚀实验记录
试管编号
第一天
第二天
第三天
第四天
①
②
③
④
5. 另取一支试管，在其中放入一个生锈的铁钉，并加入稀盐酸。
稀盐酸要浸没铁钉。一段时间后，用镊子取出铁钉，用水冲洗。观察
铁钉表面和溶液颜色的变化。
分析与思考
1. 步骤2 和步骤3 中为什么要使用经煮沸迅速冷却的蒸馏水？
8
材
料
天
地
2. 步骤3 中加入植物油的目的是什么？
3. 步骤4 中加入干燥剂的目的是什么？
4. 铁锈产生的条件是什么？
5. 为什么金属制品在电镀或电焊之前，通常要用稀盐酸或稀硫酸
浸泡一会儿？
6. 根据实验结果和生活经验，防止铁制品生锈的方法还有哪些？
图8.12
不易生锈的油漆桶
图8.11
锈蚀的铁桶
铁矿石经过冶炼，得到含碳2 % ~ 4.3 %的生
铁。生铁中还含有硫、磷、硅等杂质，强度较低。
生铁大量用于制造机械强度要求较低的铁锅、暖
气片和机床底座等。
把生铁放在炼钢炉中进行一系列复杂反应，
除去过多的碳、硫、磷、硅等杂质，便得到含碳
量为0.03 % ~ 2 %的钢。钢实际上是铁的合金，
呈银白色，一般易生锈；较硬，有韧性，有良好
的延展性和弹性，机械加工性能好，广泛应用于
制造各种机械设备。
纯铁是一种银白色金属，较软，不易生锈，
生活中使用很少。
我们知道，铁制品会慢慢生锈。据有关报道，现在世界上每年因锈蚀而报
废的金属设备和材料相当于年产量的20 % ~ 40 %。
铁制品生锈是铁制品在潮湿的环境里与空气中的氧气和水发生的复杂
化学反应。铁锈的主要成分是氧化铁。利用氧化铁与盐酸的反应可以除去
铁锈。氧化铁与盐酸反应的文字表达式：
氧化铁+ 盐酸
氯化铁+ 水
防止铁制品生锈的方法主要有三种：一是保持铁制品表面洁净、干
燥；二是防止铁制品与空气和水直接接触，如采用喷漆、喷塑、镀铬、镀
锌等方法进行表面保护；三是改变金属材料的成分，制成不易锈蚀的合金。
8
材
料
天
地
阅读材料
金属与人类文明
根据人类普遍用来制造各种工具的材料，我们可以将早期的历史按时间
顺序划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代。其中，与金属有关的是青铜
器时代和铁器时代。
青铜器时代。公元前4000 年左右，人类懂得了从矿石中提取铜。这一
时期，人类大量生产铜来制造器皿。到了公元前3000 年左右，人类懂得了
提取锡，并将其与铜混合，制成铜和锡的合金，这便是青铜。青铜质地颇坚
硬，除可制成各种器皿外，也可铸成锋利的武器，用途很广。
铁器时代。到了公元前1000 年左右，人类已懂得从铁矿石中提取铁。
铁较青铜更坚硬，用途更广，可制成各类工具，使人类的生活大大改善。其
实今天我们仍处于铁器时代，我们日常所用的金属中，铁约占90 %。
跨学科实践活动
调查鼎文化
图8.13
司母戊鼎
鼎是中华文化的重要标志，也是青铜
器时代最具代表性的器物，贯穿整个青铜
器时代的始终。鼎最初是用来烹煮食物
的。后来，随着铸造技术的提高和祭祀活
动的需要，鼎从一件日常的生活用具逐渐
演变为代表国家政权的礼器。《左传》记
载，楚庄王曾向王孙满询问周朝的传国之
宝九鼎的大小和轻重。楚庄王问鼎，有夺
取周朝天下的意思。后世用“问鼎”代指图谋夺取政权。
查阅相关资料，了解鼎文化的兴衰，探究鼎的元素组成、锈蚀产
物、锈蚀反应原理、文物修复方法和保存环境，形成《鼎文化传承及
其现代保护》的调查报告，并与同学交流分享。
8
材
料
天
地
8.3 水泥、陶瓷和玻璃
高耸入云的摩天大厦、精美绝伦的景德镇瓷器、晶莹剔透的玻
璃工艺品，这些事物与我们常见的材料—水泥、陶瓷和玻璃有关。
水
泥
想一想
是什么改变了城市的面貌？
现代钢筋混凝土建
筑
上海“东方
明珠”广播电视塔
图8.16
—
图8.14
希腊古代石结构建
筑——雅典卫城
图8.15
我国古代木结构
建筑——山西应
县木塔
实
验
比较纯水泥、混凝土和钢筋混凝土的强度
材料与仪器
水泥，砂，碎石，水，铁丝，液状石蜡，长方形塑料模具，大塑料
杯，毛笔，搅拌棒，小铲子，软垫，桌子，金属丝，钩码。
8
材
料
天
地
步骤
1. 将水泥倒入一个大塑料杯中，加少量水搅拌成浆状，得到纯水
泥浆状物。
2. 将水泥、砂和碎石按1∶1∶1.5 的质量比倒入另两个大塑料杯
中，加少量水搅拌至混合物呈浆状，得到混凝土浆状物。
3. 在三个长方形塑料模具上依次编号，并在内壁涂上液状石蜡。
4. 把纯水泥浆状物倒满1 号塑料模具，把混凝土浆状物倒满2 号
塑料模具。在3 号塑料模具内，先倒入一半混凝土浆状物，再把两根
铁丝放在浆状物上面，然后把余下的混凝土浆状物倒满3 号塑料模具。
用小铲子将三个塑料模具表面抹平。
5. 将三个塑料模具静置两天后，分别将其中的纯水泥条、混凝土条
和钢筋混凝土条小心地倒出来，并写上对应的编号。
6. 如图8.17 所示，将1 号纯水泥条横放在两张桌子之间，然后将
金属丝缠绕在水泥条上，再逐次加上500 g 或1 000 g 的钩码，直至纯
水泥条断裂。记录纯水泥条断裂时钩码的总质量。
软垫
注意：在比较材料强度时，注意防护，避免
因材料断裂所产生的碎屑飞溅而受伤。
图8.17
比较纯水泥、混凝土和钢筋混凝土的强度
7. 用2 号混凝土条重复步骤6，并记录钩码的总质量。
8. 用3 号钢筋混凝土条重复步骤6，并记录钩码的总质量。
分析与思考
1. 纯水泥、混凝土和钢筋混凝土这三种材料的强度由小到大依次
是怎样的？为什么？
2. 钢筋混凝土有哪些优点？
8
材
料
天
地
水泥（cement）是以石灰石和黏土等为原料，经过焙烧等复杂反应制
成的粉末。水泥与水混合，形成浆状的混合物，经过一段时间后，形成坚
硬的固体。由水泥、砂、石子和水按一定比例拌和后硬化形成的建筑材料
就是混凝土。混凝土坚硬但质脆，加入钢筋可以克服这一缺陷。混凝土以
钢筋为骨架，制成品就是钢筋混凝土。
钢筋混凝土既能承受很大的压力，又能承受很大的拉力，可用来建造巨大
的建筑。现代城市又被称为“钢筋混凝土森林”。
陶瓷和玻璃
想一想
比较金属、陶瓷和玻璃的性质，思考陶瓷和玻璃各有哪些优点和缺陷。
陶罐
瓷瓶
玻璃瓶
玻璃幕墙
图8.18
陶瓷和玻璃制品
实
验
改变玻璃的性能
材料与仪器
玻璃，透明胶带，铁锤。
8
材
料
天
地
步骤
1. 取两块同样的玻璃，在其中一块的表面均匀地贴上透明胶带。
2. 用铁锤敲击两块玻璃，比较它们的强度和碎裂后的状态。
分析与思考
1. 玻璃、陶瓷与水泥制品在性能上有哪些相似之处？
2. 根据制造钢筋混凝土的思路，可以采取哪些方法解决玻璃和陶
瓷材料的某些缺陷？
陶瓷（ceramic）和玻璃（glass）是人类生产和生活中十分重要的材料。
陶瓷是由黏土及长石、石英等天然原料经混合、成形、干燥、高温烧制
而成的耐水、耐火、坚硬的材料和制品的总称，包括瓷器和陶器等。
普通玻璃是将石英砂、苏打（碳酸钠）和石灰石等原料经过配料、熔
化、成形、退火等工序制成的。
陶瓷材料有许多优良性能，如耐水、耐酸碱和绝缘性好等，广泛应用于建筑、
化工、电力、机械等工业及日用和装饰等方面。
玻璃透明而质脆，没有固定的熔点。普通玻璃常用于制造玻璃瓶、玻璃管
和玻璃门窗等。
大多数陶瓷和玻璃都是电的良绝缘体，并且化学性质十分稳定，用它们制
成的物品可以保持很长时间不被腐蚀。
考古发现，大约在一万年前，我们的祖先就开始制造和使用陶器。瓷器制
造在我国也有几千年的历史。英文单词“China”指中国，“china”指瓷器。随
着生产的发展，普通的陶瓷和玻璃已不能完全满足人们的需要。人们对陶瓷、
玻璃的制作工艺进行了改进，制成了各种新型的陶瓷和玻璃，如难以打碎的韧
性陶瓷、耐高温陶瓷、可用来制造各种化学容器的钾玻璃以及呈现各种颜色的
有色玻璃等。
8
材
料
天
地
阅读材料
夹丝玻璃和夹层玻璃
金属强度高，有良好的韧性和延展性；玻璃光洁透明，硬度超过绝大多
数金属；某些透明的塑料强度虽差，但柔软而有韧性。能否把它们的优点综
合在一起，制成新材料呢？
夹丝玻璃是在普通玻璃内部夹入极细的不锈钢丝网。钢丝网帮助玻璃克
服了脆性，即使破碎，玻璃碎片也不会伤人。夹层玻璃是在玻璃中夹入透明
的塑料膜。如果用优质的钢化玻璃和塑料膜层层粘叠，制成的夹层玻璃连子
弹都打不穿，这种玻璃又称为防弹玻璃。
金属陶瓷
随着生产的发展，人们需要一种既能在高温时保持很高的强度和硬度，
又具有较好的绝缘性、抗氧化性和耐腐蚀性的新材料。
金属陶瓷是由金属和陶瓷性非金属组成的复合材料。它强度高，化学稳
定性好，耐腐蚀，耐高温。金属陶瓷广泛应用于火箭、导弹、超声速飞机的
外壳以及燃烧室的火焰喷口处等。
跨学科实践活动
模拟桥梁规划师
图8.19
港珠澳大桥
我国在世界桥梁发展史
上留下了无数辉煌成就。从
古代最早的木桥，到用天然
砂石砌成的赵州桥，再到创
造多项世界纪录的港珠澳大
桥，都是一代代能工巧匠努
力的成果。
依据所学知识以及生活经验，模拟桥梁规划师，建设一座桥梁。具
8
材
料
天
地
体活动流程如下。
1. 规划建设目标：桥梁应当符合哪些基本要求？
2. 可能的限制条件：限制桥梁建设的外部条件可能有哪些？试从
经济因素、地理位置、技术要求等方面进行归纳。
3. 选择建造材料：查阅相关资料，尝试设计两种不同材料的建设
方案，并填写表8.5。
表8.5
两种不同材料的建设方案
方案
所需的建造材料
不足
方案一
方案二
涉及的材料性质
优点
4. 比较材料性能：根据建设方案动手制作简易模型，交流讨论并
比较不同方案的优劣，检验使用哪种材料所建的桥梁稳定性、耐腐蚀
性、承重能力、抗冲击能力等性能更好。
8
材
料
天
地
8.4 塑料、橡胶与合成纤维
随着社会的发展，天然材料越来越难以满足人类生产和生活的
需要，因此，人们研究并开发了许多新型材料，如塑料、合成橡胶
与合成纤维等。
塑
料
想一想
图8.20
常见的塑料制品
塑料有哪些性能？日常生活中的塑料制品，其
性能相同吗？
活
动
鉴别不同种类的塑料
取食品保鲜膜或保鲜袋（聚乙烯塑料）、人造革（聚氯乙烯塑料）各一小
块，分别点燃，观察燃烧情况，并鉴别它们产生的气味有什么不同。
日常用品中的塑料薄膜、管道、泡沫包装材料、电器开关和电器外壳等都
用到了塑料。常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和有机玻璃等。由于
各自的性能不同，其用途也不相同。
塑料（plastic）是在一定条件下塑造成形的高分子材料。它一般具有
质轻、绝缘、耐腐蚀、耐摩擦等特点，应用极为广泛。
8
材
料
天
地
表8.6
几种常见塑料的性质和用途
电绝缘性能好，耐化学腐
蚀，耐低温，无毒
名称
性质
用途
聚乙烯
可制成食品袋、药物包装材料、管道和
绝缘材料等，制成的器皿不宜长时间存放食
用油、饮料等
聚氯乙烯
耐有机溶剂，耐化学腐蚀，
耐磨，电绝缘性能好，耐水性
好，其添加剂有毒
可制成电线包皮、管道、绝缘材料、建
筑材料和人造革等，制成的薄膜不宜用来包
装食品
聚苯乙烯
电绝缘性能好，透光性好，
耐水，耐化学腐蚀，无毒
可制成电视机外壳、汽车和飞机零件、
玩具、医疗卫生用品等
有机玻璃
坚韧，透光性好，耐水，耐酸
碱等化学腐蚀，耐磨，易加工
可制成汽车和飞机用玻璃、光学仪器及
医疗器械等
塑料虽然只有一百多年的历史，但现在其用途之广是当初人们难以想象
的。塑料制品的应用和发展方便了人们的生活，但废旧塑料的急剧增加造成了
“白色污染”。所谓“白色污染”，是指废弃塑料及其制品所造成的环境污染，
主要包括塑料袋、塑料餐具、塑料包装和农用地膜等。因为它们多为白色，
故而得名。
橡
胶
想一想
日常生活中哪些地方用到了橡胶？橡胶与其他材料相比，有哪些优良的性能？
活
动
了解橡胶的性质
1. 将一只气球灌上适量的水（注意不要灌得太多而使气球膨大变形或者破
8
材
料
天
地
裂），然后将气球口扎紧。将一枚长钉子的尖端在菜油中蘸一下，然后慢慢地
让长钉子在你手指间旋转着推进气球中，直到大约钉子的一半位于气球里。观
察有没有水从气球被扎破处漏出来。
2. 把一只气球从口部剪开一段，将它套在你的一只鞋上。在另一只鞋上套
一个塑料鞋套。穿上两只鞋到操场上走一走，比较哪只脚与地面产生的摩擦力
较大。走几圈后，将鞋脱下来，比较塑料鞋套和气球的磨损程度。
橡胶（rubber）是一种高弹性的化合物，最早是从橡胶树中直接获得
的天然材料。合成橡胶是人们通过化学方法人工合成的橡胶。与天然橡胶
相比，合成橡胶有更好的弹性、绝缘性和耐高温性能，因而在各个领域中
有着广泛的应用。
表8.7
几种常见合成橡胶的性质和用途
热稳定性、电绝缘性和抗
老化性好
名称
性质
用途
丁苯橡胶
可制成轮胎、电绝缘材料和一般
橡胶制品等
顺丁橡胶
弹性好，耐低温，耐热
可制成轮胎、传送带和胶管等
氯丁橡胶
耐日光，耐磨，耐老化，
耐酸碱腐蚀，耐油
可制成电线包皮、传送带和化工
设备的防腐衬里、胶黏剂等
阅读材料
橡胶树
现在工业上应用的橡胶有两类：一类是由化学工艺合成的人工合成橡
胶，另一类是从自然植物获取的天然橡胶。这种自然植物就是橡胶树。
橡胶树，属大戟科常绿乔木，树干具有丰富的乳浆；原产于巴西，19 世
纪后期才逐渐被移植到东南亚地区，在我国海南、云南等地也被大量种植。
橡胶树一般在种植6 年后才能采液，采液期可达25 ~ 30 年，且全年均
可采液。
8
材
料
天
地
合成纤维
想一想
小明的妈妈买了一件羊毛衫，上面标明为100 % 羊毛。你知道用哪些办法
可以鉴别其真假？
实
验
比较植物纤维、动物毛发与合成纤维的性质
材料与仪器
纯棉线，头发（或纯羊毛毛线），合成纤维线，酒精灯，镊子。
步骤
1. 取一段纯棉线、一根头发（或一段纯羊毛毛线）和一段合成纤维
线。仔细观察它们外观的不同。
2. 用镊子分别夹取三种材料，放在酒精灯火焰上灼烧，观察燃烧现
象。注意闻燃烧时产生的气味，待冷却后，用手捏一下燃烧后的残留物。
分析与思考
我们可以通过什么方法鉴别一件衣服的面料是天然纤维还是人造
纤维？采用这种方法的依据是什么？
在我国，用棉、麻、动物毛、蚕丝等天然纤维纺纱、织布有着悠久的历史。
但天然纤维的产量是有限的，而且品种少、色彩单调，远远不能满足人们对纺织
品的需求。随着化学工业的发展，人们以石油和煤等为原料，通过一系列的化学
反应制造出了各种合成纤维。
合成纤维（synthetic fibre）是人工合成的细丝状物质。它强度高，耐
磨，耐化学腐蚀，弹性好，但吸水性和透气性比天然纤维差。现在，合成纤
维已广泛应用于制造各种纺织品。
8
材
料
天
地
表8.8
几种常见合成纤维的性质和用途
弹性和耐磨性好，抗皱性强，不易变
形，强度高，但染色性较差
名称
性质
用途
涤纶
可制成衣料、滤布、绳
索和人造血管等
锦纶
质轻，强度高，弹性和耐磨性好，但耐
热性和耐光性较差
可制成网、降落伞和
轮胎等
腈纶
质柔软，保暖性好，耐光性和弹性
好，不发霉，不被虫蛀，但耐磨性较差
可制成衣料、毛线、毛
毯和工业用布等
跨学科实践活动
调查载人飞船部件材料
“惧怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”，这豪迈的诗句表达了古
人对飞天的美好憧憬。2022 年11 月29 日，神舟十五号载人飞船发射
升空，顺利将费俊龙、邓清明、张陆三名航天员送入太空。神舟十五
号载人飞船的成功发射展现出中国在航空航天技术方面取得的进步和
飞跃。以小组为单位，了解神舟十五号载人飞船的具体任务与重大意
义，调查神舟十五号载人飞船的部件材料，填写表8.9。
表8.9
神舟十五号载人飞船的部件材料调查记录
材料名称
材料性能
材料优点
调查人：
时间：
8
材
料
天
地
制作简易购物包
简易购物包通常由耐用材料制成，可以反复使用，不仅环保，还具有经济、
美观等优点。你能否制作一个简易购物包，在平时出行、购物时使用呢？
如何制作一个简易购物包？
本次项目实践的目标是“制作简易购物包”。为了确保项目成功，首先需
要明确项目的评价标准和约束条件。
评价标准是完成项目必须满足的要求。简易购物包应该满足以下要求。
1. 具有一定的耐用性，能够承受一定的重量，不易破损。
2. 制作材料应该尽可能选择环保材料，避免使用对环境有害的材料。
3. 设计应该符合实际使用需求，如大小适中、方便携带等。
4.
5.
…………
约束条件是限制项目完成的因素。制作简易购物包可能的约束条件有哪些？
1. 只能以生活中常见的物品作为制作材料。
2. 需要一定的手工技能。
3. 完成项目的时间有限。
4.
5.
…………
制作简易购物包是一个较为复杂的过程，你可以依据项目目标把它分解成
几个小任务。
8
材
料
天
地
任务1：寻找简易购物包的制作材料。
任务2：比较不同材料的耐用性和环保性。
任务3：设计简易购物包。
任务4：制作简易购物包。
1
提出问题：我们的身边有哪些适合制作简易购物包的材料？
建立假设：
设计方案：
检验假设：
结论：
2
耐用性和环保性是简易购物包制作材料的重要考量标准。比较棉、麻、锦
纶等材料的耐用性和环保性。
1. 耐用性比较。
（1）准备相同大小和形状的棉布、麻布、锦纶布等样品。
（2）将样品分别放入水中浸泡一段时间，然后取出晾干。
（3）用手拉扯样品，查看样品是否破损。
2. 环保性比较。
（1）准备相同大小和形状的棉布、麻布、锦纶布等样品。
（2）将样品分别放入水中浸泡一段时间，观察水的变化（如有无颜色变
化、气味等）。
（3）将样品分别埋入土壤中一段时间，观察样品的降解情况。
（4）可以使用环保测试仪器（如pH 计、溶解氧仪等）来测试样品对环境
的影响。
3
以小组为单位，根据不同材料在耐用性、环保性上的特点将它们进行组合，
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材
料
天
地
绘制简易购物包的设计图，说明设计原理并预测效果。
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有了设计图，赶紧和小伙伴一起把简易购物包制作出来吧！根据设计图制
作简易购物包，并依据使用效果适当改进以达到评价标准。
以小组为单位向全班同学展示各自的购物包，并根据大家的反馈进一步改进。
在展示时，请围绕以下问题有条理地展开说明。
1. 你们的简易购物包的设计灵感是什么？
2. 你们的简易购物包选择了哪些材料？它们各自有什么作用？
3. 你们的简易购物包是否符合评价标准？证据是什么？
…………
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材
料
天
地
反馈与评价
一、判断题
1. 金属材料是指纯金属单质。
（
）
2. 在金属材质的门窗表面刷一层油漆能防止其生锈。
（
）
二、选择题
1. 玻璃、陶瓷与水泥制品都没有的性质是（
）。
A. 电的良绝缘体
B. 化学性质稳定
C. 耐腐蚀
D. 韧性好
2. 下列材料中不属于塑料的是（
）。
A. 聚乙烯
B. 有机玻璃
C. 聚苯乙烯
D. 涤纶
3. 区别纯羊毛与化纤织物的常用方法是（
）。
A. 用手摸
B. 分别取样品在火上灼烧，观察燃烧的情况，闻产生的气味
C. 观察外观
D. 比较弹性
1. 现在市场上流行用树脂材料制成的眼镜。说说它们与普通玻璃眼镜相比，有哪些
优点和缺点。
2. 列举我国古代和现代用金属材料制造的日用品、工艺品和兵器，说说它们各是用什
么金属材料制成的，各有什么优异性能。
3. 陶瓷和玻璃都属于传统无机非金属材料。在陶瓷发明以前，人们用篮子、皮革袋子
和木碗等来储存食物。
（1）陶瓷的哪些性质使它们可以成为盛放食物的容器？
（2）陶瓷的哪些性质使它们可以用作炉壁材料和电的绝缘材料？
（3）举出生活中应用玻璃的例子。它们各利用了玻璃的哪些优点？玻璃在应用中有什
么缺点？
材料的稳定性一般是指材料的抗酸、抗碱和耐热等性能，在制作物品时必须了解材料
的稳定性。从家里找一些不同的布料，如化纤布、棉布等，根据以上信息，设计一个实验
来检验哪种材料最适合制作在高温天气下从事户外工作的人员的工作服。
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材
料
天
地
（1）我首先要做的事是
。
（2）我认为所选的布料应该具有的性能有
。
（3）我为了了解布料的这些特性而设计的简单实验的步骤是
。
（4）根据实验结果，我所选的布料是
。选择材料时，除了考虑材料的性能
外，还必须考虑的是
。
本章要点
常见材料
主要有
包
括
金属材料
非金属材料
有机合成材料
纯
金
属
合
金
合
成
橡
胶
塑
料
合
成
纤
维
水
泥
陶
瓷
玻
璃
知识结构
主要有
主要有
1. 一辆自行车，使用了金属材料、塑料、合成纤维和合成橡胶等常见材料，
有的还使用了碳纤维、钛合金和高科技陶瓷等新型材料。
2. 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的一些物质。
在科学上，一般要从颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度和硬度等方面来描
述材料的性质。此外，材料的导电性、导热性、稳定性、弹性、延展性、抗压
强度和抗拉强度等，我们也需要了解。
3. 不同的材料用途不同，材料的用途是由其性质决定的。
4. 大多数金属具有金属光泽，是电和热的良导体，有良好的延展性。金属
的密度一般较大。
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材
料
天
地
5. 通过调整合金的配方和改变其形成的条件，可以制成不同的合金。合金
材料大大拓展了金属的使用范围。
6. 金属材料容易被腐蚀。铁制品生锈是铁制品与空气中的氧气和水发生的
复杂化学反应。利用氧化铁与盐酸的反应可以除去铁锈。防止铁制品生锈的方
法主要有三种：一是保持铁制品表面洁净、干燥；二是防止铁制品与空气和水
直接接触；三是改变金属材料的成分，制成不易锈蚀的合金。
7. 水泥是以石灰石和黏土等为原料，经过焙烧等复杂反应制成的粉末。由
水泥、砂、石子和水按一定比例拌和后硬化形成的建筑材料就是混凝土。混凝
土以钢筋为骨架，制成品就是钢筋混凝土。
8. 陶瓷和玻璃是人类生产和生活中十分重要的材料。
9. 塑料是在一定条件下塑造成形的高分子材料。合成橡胶是人们通过化学
方法人工合成的橡胶。合成纤维是人工合成的细丝状物质。
本章核心素养
1. 区别天然材料和人造材料，正确识别生活中常见的材料，并列举各自的
物理、化学性质及主要用途，初步形成“性质决定用途”的科学观念。
2. 归纳描述材料性质的具体角度，借助比较和分类的思维方法，理解不同
材料的相同点与不同点。
3. 使用观察、实验、调查和访谈等方法搜集材料性质的相关信息，并借助
图表对信息进行整理；能基于工程规划的目标及限制条件，选择合适的材料，
并对设计进行反思和改进，解决实际问题。
4. 关注“白色污染”等环境问题，辩证看待材料与环境之间的关系，树立
环境保护意识和可持续发展观念。
1. 运动和静止
运动
motion
机械运动
mechanical motion
参照物
reference object
速度
velocity
米
meter
秒
second
平均速度
average velocity
2. 力
力
force
弹力
elastic force
牛顿
newton
重力
gravity
摩擦力
friction force
浮力
buoyancy force
阿基米德原理
Archimedes principle
惯性
inertia
3. 阴晴冷暖
天气
weather
气温
air temperature
湿度
humidity
降水
precipitation
污染物
pollutant
气候
climate
季风
monsoon
4. 地月运动
自转
rotation
地方时
local time
公转
revolution
月相
phase of the moon
日食
solar eclipse
月食
lunar eclipse
5. 动物的行为
进化
evolution
通讯
communication
6. 物质的变化
化学变化
chemical change
化学反应
chemical reaction
物理变化
physical change
沉淀
precipitation
吸热反应
endothermic reaction
放热反应
exothermic reaction
燃烧
combustion
自燃
auto-ignition
氧气
oxygen
爆炸
explosion
化合反应
combination reaction
分解反应
decomposition reaction
催化剂
catalyst
7. 物质的性质
二氧化碳
carbon dioxide
干冰
dry ice
一氧化碳
carbon monoxide
8. 材料天地
金属
metal
合金
alloy
水泥
cement
陶瓷
ceramic
玻璃
glass
塑料
plastic
橡胶
rubber
合成纤维
synthetic fibre
汉英词汇对照
后记
KEXUE
科
学
《义务教育教科书
科学》（七～九年级）由华中师范大学崔鸿教授团队
依据《义务教育科学课程标准（2022 年版）》编写。
朱家华老师帮助审核完善了生物学相关内容。杨杰老师提供了项目实践
活动的设计案例。
在本套教科书修订完善的过程中，多位教育教研专家、学科领域专家、
一线教师提出了宝贵的修改意见，对提高教科书的编写质量及教学适切性
起到了重要作用。我们无法一一列出他们的名字，在此一并表示最诚挚的谢
意。感谢所有对本套教科书的编写、出版提供过帮助与支持的同仁和社会各
界朋友。
我们真诚地希望广大教师、学生及家长在使用本套教科书的过程中提出
宝贵意见，共同致力于提升教科书质量，更好地服务于教育教学工作。
联系方式
电
话：027-85606403
电子邮箱：whcbszbs@163.com
编
者