科学八上华师大（2025秋）_光塔笔记初中课本_初中科学_华师大

    
 



e"e主 编 钱旭红
:
副 主 编 陈 刚
:
分册主编 陈 刚
:
本册编写人员 何 松 鲍明丽 袁崇刚 刘东晖
:
陈大路 周晓松
义务教育教科书
科 学
八年级 上册
责任编辑 高 烨 竺 笑 刘万红
责任校对 时东明
装帧设计 卢晓红 刘怡霖
插图绘制 上海翔绘网络科技有限公司
出版发行 华东师范大学出版社
社 址 上海市中山北路3663号 邮编 200062
网 址 www.ecnupress.com.cn
电 话 021 60821666 行政传真 021 62572105
客服电话 021 62865537 门市(邮购) 电话 021 62869887
地 址 上海市中山北路3663号华东师范大学校内先锋路口
网 店 http://hdsdcbs.tmall.com
印 刷 者 苏州工业园区美柯乐制版印务有限公司
开 本 787毫米×1092毫米 1/16
印 张 13.25
字 数 222千字
版 次 2025年8月第1版
印 次 2025年8月第1次
书 号 ISBN 978 7 5760 6065 2
审 图 号 GS(2024)0806号
定 价 15.00元
出 版 人 王 焰
如发现本版图书有印订质量问题 请寄回本社客服中心调换或电话021 62865537联系
( , )致 同 学 们
同学们:
欢迎你们学习科学,走近科学。
什么是科学? 科学是人类在研究自然现象,
发现自然规律的基础上形成的知识系统,以及在
获得这些知识的认识过程中所运用的方法。 同
时,科学为技术与工程提供了理论基础,因此我们
常常也把技术与工程包括在科学之中。
在这套教材里你们将要学习有关物质科学、
生命科学、地球与空间科学、工程与技术等方面的
知识,这只是一个初步的基础,你们还要重视科学
知识的产生过程和科学方法的训练,逐步养成科
学探究的习惯;注重实践能力、创新精神和态度责
任的提升;了解科学知识在生产和生活实践中的
应用以及科学精神为社会提供的价值观念;试着
用学过的科学知识和方法去认识周围的自然现象
和社会现象,提出自己的看法并以科学的态度对
待不同的观点。 全面提升科学素养对你们今后的
工作和学习有深远的意义。
本册教材的主题为认识物质世界的运动与相
互作用。 学习内容首先从周围环境中的声、光现
象出发,再到周围环境刺激人体所产生的感觉;然
后探究物体运动与力的关系、压强、液体中的浮
力;最后介绍自然界中水和空气的运动,以及天气
和气候变化的规律。 通过本册教材的学习,你们将加深对物质世界多样性、物质的运动与相互作
用的理解。
本教材的编写采用探究和叙述相结合的方
式,注重核心概念之间的相互联系,精选典型案
例,创设问题情境,设置了“活动”“学生实验”“思
考与讨论”“工程设计与项目实施”“中国成就”“科
学前沿与应用”“视窗”“科学家”等栏目,以及可用
于课后评价的“练习”“学习小结”“学习运用”等内
容,希望你们喜欢。
习近平总书记十分重视科学教育,强调指出
“要在教育‘双减’中做好科学教育加法,激发青少
年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、
愿意献身科学研究事业的青少年群体”。
祝愿你们在科学课程的学习过程中始终保持
对自然的好奇心,不断追求科学真理,并取得
成功。目 录
第一章 声
第一节 声音的产生和传播 / 2
第二节 声音的特性 / 9
第三节 噪声 / 15
第二章 光
第一节 光的反射 平面镜 / 23
第二节 光的折射 / 32
第三节 凸透镜成像 / 37
第三章 人体的感觉
第一节 眼与视觉 / 50
第二节 耳与听觉 / 61
第三节 味觉与嗅觉 / 65
第四节 身体感觉 / 68
第四章 运动和力
第一节 机械运动 / 72
第二节 力 / 80
第三节 几种常见的力 / 88
第四节 运动与力 / 99
第五节 二力平衡的条件 / 105第五章 压力 压强
第一节 压强 / 115
第二节 液体内部的压强 / 121
第三节 大气压强 / 128
第四节 流体压强与流速的关系 / 135
第六章 浮力
第一节 浮力 / 143
第二节 阿基米德原理 / 150
第三节 物体浮沉条件及其应用 / 155
第七章 天气和气候
第一节 气温和降水 / 166
第二节 世界主要气候类型及其分布 / 176
第三节 我国气候的主要特点 / 185
第四节 气象灾害 / 195
后记 / 205声
第一章
雷声震耳欲聋,鸟鸣清脆悦耳,琴声悠扬,歌声欢快……我们生活中充满着
各种声音,声音是人与人之间、人与自然之间沟通的一种重要的信息载体。科学 八年级上册
第一节 声音的产生和传播
正在发声的物体叫作声源 敲击的锣鼓 拨动的琴弦 鸣响的喇叭等物体 都
。 、 、 ,
是声源 这些物体为什么能够发声呢 声音又是怎样传播的呢
。 ? ?
一、 声音的产生
思 考 与 讨 论
一边说话一边触摸自己的喉部,你会发现什么?
1.
给你一把钢尺,你如何让它发出声音?
2.
活 动 物体如何发声?
用橡皮槌敲击音叉,音叉会发出声音。用手触摸正在发声的音叉,
1.
有什么感觉? 请描述你的感觉。
用橡皮槌敲击音叉后,如果迅速将发声的音叉触及玻璃器皿中
2.
的水面,水面会出现什么现象? 先猜测再操作,观察并描述现象,如图
()。
1.1.1a
用胶带把乒乓球和线的一端粘在一起,将乒乓球悬挂起来。用橡
3.
皮槌敲击音叉后,如果迅速将音叉与乒乓球轻轻接触,会发生什么现象?
根据前面的经验,先猜测再操作,观察并描述现象,如图 ()。
1.1.1b
观察到的现象与猜测一致吗? 怎样分析和解释观察到的现象呢?
2第一章 声
(a) (b)
图 发声的音叉使水花溅起,使乒乓球弹起
1.1.1
我们说话时声带在振动 钢尺发声时在
,
振动 音叉发声时在振动 蝉可以通过腹部
, ,
膜的振动发出响亮的鸣叫 图 大
( 1.1.2)……
量事实告诉我们 声音都是由物体的振动产
,
生的 声源之所以发出声音 是因为它在振
。 ,
动 如果振动停止了 声音也就不会产生了
, , 。
图 蝉鸣
1.1.2
视 窗 中国古代音乐瑰宝———曾侯乙编钟
年出土于湖北随州曾侯乙墓的曾侯乙编钟,是目前保存最完好、
1978
铸造最精美的一套战国时期编钟,其铸造技术之高超、音乐性能之良好,
举世罕见,显示了中国古代高度发达的科学文化和艺术水平。
如图 所示,全套编钟共 件。整套编钟的音域可跨 个半八
1.1.3 65 5
度,其音列是通行的 大调,能演奏五声、六声或七声音阶的乐曲。
C
出于对文物的保护,自出土以来,曾侯乙编钟原件一共只奏响了
3
次,现在用于演奏的编钟都是复制品。用复制品重新奏响曾侯乙编钟,也
是对中华礼乐文明的一种活化传承。
3科学 八年级上册
图 曾侯乙编钟
1.1.3
二、 声音的传播
我们在教室里听老师上课 讲课声是从老师的声带发出然后通过空气传到我
,
们耳朵里的 如果没有空气或其他物质 声源的振动还能向外传播吗
。 , ?
活 动 声音能在真空中传播吗?
如图 所示,在一个密闭玻璃
1.1.4
罩内放置一个正在响的闹钟,玻璃罩通
过一根橡皮管与抽气机连接。
抽气前你能听见闹钟发出的声音
吗? 抽气过程中,你所听到的声音有变
化吗?
图 探究真空能不能传声
1.1.4 请猜测:如果抽气机能够把玻璃罩
内的空气完全抽掉,形成真空,结果会怎样? 如果空气重新回到罩内,结
果又将怎样?
4第一章 声
逐渐抽出玻璃罩内的空气 闹钟的铃声逐渐变小 当罩内空气十分稀薄接近
, ;
真空时 我们就几乎听不到闹钟的铃声了 当空气重新充入罩内 闹钟的铃声逐渐
, ; ,
变大 实验表明 声音是不能在真空中传播的
。 , 。
在上面实验中 玻璃罩是固体 抽气前铃声穿过玻璃罩能被我们听到 这说明
, , ,
声音也是能够通过固体传播的 对此 你能设计实验来验证吗 对于液体能否传
。 , ?
播声音 你又是如何猜想并设计实验来验证猜想的
, ?
活 动 声音能在固体中传播吗?
如图 所示,把发出微弱滴答
1.1.5
声的机械秒表(或机械手表)放在桌子
上。用棉球塞紧一只耳朵,使它听不见
机械秒表发出的声音。另一只耳朵紧贴
桌面仔细倾听。你能听见秒表发出的声
音吗? 在这个实验中声音是通过什么传
播的? 这个现象说明了什么? 与同学
图 你能听见秒表的滴答声吗?
讨论。
1.1.5
活 动 声音能在液体中传播吗?
如图 所示,把一个正在播
1.1.6
放音乐的手机放在塑封袋里,用长尾
夹夹住塑封袋一侧,再在长尾夹上系
绳子。先猜测一下:当手机放入水中,
我们还能听到声音吗? 然后把它悬吊
在水槽中,记录观察到的现象。它可
以说明什么问题? 你还能提出哪些
图 放入水中的手机的声音
问题? 1.1.6
能够传出来吗?
5科学 八年级上册
从以上几个活动中可以看出 声音可以通过气体 液体和固体传播 但无法在真
, 、 ,
空中传播 凡能传播声音的物质叫作传声介质 声音只有通过介质才能传播
。 , 。
由于声音在海水中可以传得很远 水声通信技术应运而生 令人骄傲的是
, 。 ,
我国自主研发的载人潜水器 奋斗者 号水声通信系统 实现了完全国产化 这套
“ ” , ,
水声通信系统的研制成功意味着我国水声通信技术已经位于世界最先进行列
。
思 考 与 讨 论
如图 所示,我国两名航天员正在中国空间站问天实验舱外进行作业,
1.1.7
此时两人离得很近,他们如果不借助任何设备能听见对方说的话吗?
图 两名航天员在舱外作业
1.1.7
视 窗 声速
声音在不同介质中传播的速度不同。表 列出了常温常压下声
1.1.1
音在几种常见物质中的传播速度。
表 常温常压下声音在不同物质中的传播速度 单位
1.1.1 ( :m/s)
空气 煤油 水 大理石 铝 铁
340 1324 1500 3810 5000 5200
6第一章 声
三、 声波与能量的传递
向平静的水面投一块石头 水面会以石头与水面的接触点为中心泛起涟漪
, 。
石头打击水面 引起振动并形成水波 能量就向外传播开了 与这个现象相似 声
, , 。 ,
音在介质中以波的形式向外传播 我们把它叫作声波
, 。
活 动 观察振动在塑料圈中的传播
如图 所示,左右手拿住放在水平桌面上的塑料圈的两边,当左
1.1.8
手在水平方向来回往复地振动时,塑料圈疏密的变化就向右手的方向传
去,形成波。
图 振动在塑料圈中的传播 图 声源的振动在空气中的传播
1.1.8 1.1.9
类比活动中观察到的现象,结合图 ,与同学讨论声波能否传递
1.1.9
能量和信息。
当我们用橡皮槌敲击音叉时 音叉就获得了能量 振动起来 并带动周围的空
, , ,
气振动 形成疏密相间的波动 向外传播 这就是声波 如图 所示 声源的
, , , , 1.1.9 。
能量通过声波向四面八方传播出去了
。
当声波传到耳朵时 我们会听见声音 平时我们如果对离得较远的人喊话
, 。 ,
会把双手围成喇叭状放在自己的嘴旁 这样做的目的是使振动的空气集中在较小
,
的锥角范围内 声音能量因而会更集中 传播得也更远
, , 。
7科学 八年级上册
人们说话时能够 闻声知意 说明声波不仅能够传递能量 还能够传递信息
“ ”, , 。
医生可以通过 听 来捕获人体内的声音信息 从而诊断疾病 用不同的方式敲击
“ ” , 。
音叉或用同样的方式敲击不同的音叉 声音听起来不同 这是因为声源不同的振
, ,
动信息通过声波传到了人耳
。
练 1. 倾听弦乐器的演奏,例如二胡、小提琴等,当它们发出美妙的声音
习
时,观察弦的变化。
2. 你能利用生活中常见的材料,设计一个实验,说明声音的产生是由
于物体的振动吗?
3. 声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射,这称为回声。
如果回声在原声后经过较长的时间(大于 )传入耳中,人们就
0.1s
能够把回声与原声区分开来。查阅资料,举例说明回声的应用。
4. 小明将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一位同学敲一下长铁管的
另一端,小明可能会听到几次敲打的声音? 说出其中的道理。
5. 将一张硬纸做成喇叭的形状,一个同学通过纸喇叭对着另一个同
学说话,接着拿掉纸喇叭,还用同样的声音说话,两种声音听起来
有区别吗? 为什么?
8第一章 声
第二节 声音的特性
当我们欣赏交响乐时 会听出各种乐器的声音各有不同 有的清脆 有的浑
, , ,
厚 有的嘹亮 即使是同一种乐器 它发出的声音也不总是相同的 而是时而强 时
, ; , , ,
而弱 时而高 时而低 那么 声音有哪些基本特性呢 每种特性又与什么因素有
, , 。 , ?
关呢
?
一、 响度
活 动 探究声音的强弱
当我们敲鼓时,鼓面由于振动而发出声音。
要使鼓声强,可以怎么做?
鼓声强和鼓声弱时,鼓面振动的情况有什么
不同? 如何显示出鼓面振动的情况?
如图 所示,把一只铜鼓放在桌上,用鼓
1.2.1
槌分别重敲和轻敲鼓面,让悬挂的乒乓球接触鼓
面。乒乓球被反弹的高度有何不同? 此现象说明
什么问题? 图 鼓面弹开
1.2.1
乒乓球现象
声音有强弱之分 从以上活动可以看出 用力敲鼓比轻轻敲鼓产生的声音
。 ,
强 鼓声越强鼓面振动得越厉害 与鼓面接触的乒乓球被反弹得越高
, , 。
人耳所能感知的声音强弱的程度称为响度 通过实验可知 声音的响度与声
。 :
源振动的幅度 振幅 有关 振幅越大 响度越大
( ) , , 。
响度的大小一般以分贝为单位来表示 分贝的符号为 人正常说话的声
, dB。
9科学 八年级上册
音为 此时人的听觉感到适中 汽车喇叭的声音大约 听起来很
40~50dB, 。 90dB,
响 令人烦躁
, 。
二、 音调
活 动 探究影响声音高低的因素
如图 所示,用声传感器和显
1.2.2
示设备显示音叉发出的声音。分别敲击
两个不同的音叉,音叉发出的声音的高
低不同,在计算机屏幕上显示的波形也
不一样,声音高的如图 ()所示,声
1.2.3a
音低的如图 ()所示。
1.2.3b
图 实验装置
1.2.2
声音高 声音低
(a) (b)
图 声音的波形
1.2.3
通过屏幕上的波形 我们可以清楚地看到 声音高对应的波形密 声音低对应
, , ,
的波形疏 波形的疏密 反映了声源振动的快慢
。 , 。
声音的高低又叫音调 实验表明 音调与声源振动的快慢有关 物体振动的
。 : 。
快慢用频率来描述 物体单位时间内振动的次数叫作频率 频率的单位是赫兹
。 ,
简称赫 符号为 它表示物体 内振动的次数 因此 音调与频率有关 频
( ), Hz, 1s 。 , ,
率越高 音调越高 频率越低 音调越低
, , , 。
10第一章 声
三、 音色
活 动 分辨不同的声音
让两位同学用不同的乐器(如二胡、笛子)分别演奏同一首歌曲,请其他
同学闭上眼睛倾听并分辨两次听到的歌曲分别是用哪一种乐器演奏的。
当不同的乐器发出的声音响度和音调都相同时 我们仍然能把它们区分出
,
来 这是因为它们的音色不同 音色亦称音品 正是由于每个人嗓音音色的不
。 , 。
同 我们才能够通过嗓音辨认人
, 。
响度 音调和音色是声音的特性 它们被称为声音的三要素 又称为乐音的三
、 , ,
要素
。
视 窗 音色由什么决定?
如图 所示,音叉、小提琴和
1.2.4
钢琴发出音调相同的声音,这些声音的
波形总体上疏密程度是相同的,即频率
相同;但是波的形状不同,即音色不同。
用专门分析声音的仪器进行分
析,可以发现小提琴声和钢琴声的波
形由最低频率波形和若干频率为最低
频率整数倍的波形复合而成,其中频
率最低的声音叫作基音,其余的叫作
泛音。例如,频率为 的钢琴声 图 音叉、小提琴和钢琴的声
100Hz 1.2.4 音波形
的波形,是由频率为 的基音波
100Hz
形和频率分别为 、 等 个频率不同的泛音波形复合而成。
200Hz300Hz 16
11科学 八年级上册
同一个音调的音是由相同的基音和不同的泛音组成的。不同乐器因
为发声材质和共鸣方式不同,在发同一个音调的音时,其基音和泛音的能
量分布是不同的,而同一个乐器在发不同音调的音时,其基音和泛音的能
量分布是相似的。基音和泛音的能量分布就决定了乐器的音色。
四、 人耳听不见的声音———超声波和次声波
人耳能听到的声音叫作可听声 它的频率范围通常为 频率大
, 20~20000Hz。
于 的声波叫作超声波 频率低于 的声波叫作次声波 人耳是听不
20000Hz ; 20Hz 。
见超声波和次声波的 但我们可以通过仪器检测到它们
, 。
超声波在现代生产和科学研究中有许多重要应用 超声波频率很高 在介质
。 ,
中传播时能产生巨大的作用力 我们可以利用超声波的这一特性来清洗 加工和
, 、
消毒物品 超声波的穿透能力很强 能透射几米厚的金属 我们可以利用超声波
。 , ,
的这一特性来探测金属 水库大坝等 检查它们内部是否有气泡 裂纹 医学上使
、 , 、 。
用的 超 型超声波诊断仪 利用了超声波在人体内不同密度组织中吸收和反
B (B ),
射的本领不同的性质
。
图 超检查 图 声呐原理图
1.2.5 B 1.2.6
超声波能被定向发射 遇到很小 的 物体也能被反射回来 根据这一特性研制
, 。
的声呐 声音导航与测距 可以完成水下探测和通信任务 有趣的是 不少动物
( ), 。 ,
如蝙蝠 海豚 鲸以及某些昆虫等都有自己的声呐系统 有完善的发射和接收超声
、 、 ,
12第一章 声
波的器官
。
大自然和人类社会的许多活动都伴随着次声波 蝴蝶飞舞时 翅膀振动的频
。 ,
率很低 发出的声音就是次声波 大象利用次声波和远方的同类进行交流 自然
, ; 。
界中的太阳磁暴 火山爆发 风暴地震等 人为的核爆炸 火箭发射 飞机起降 爆
、 、 , 、 、 、
破等 都伴有很强的次声波
, 。
次声波不容易被大气 水和地层物质吸收 因此传播距离远 穿透性强 目前
、 , , 。
次声波在核爆炸 火山等固定源的监测 流星 泥石流 雪崩等移动源的监测 以及
、 , 、 、 ,
大气遥感等领域 得到广泛应用
, 。
科研人员经过长期研究发现 频率为 声强级为 的次
, 2~20Hz、 100~140dB
声波可能给人带来各种心理 生理上的强烈反应 如头痛 烦躁 耳鸣 胸部有压迫
、 , 、 、 、
感等症状 声强级超过 的次声波会使人的肺腔破裂 进而导致死亡 研究
。 170dB , 。
还发现 乘船乘车时发生的晕船晕车现象 也与次声波有关
, , 。
视 窗 水母与次声波
风和日丽时,平静的海面上出现一把把小
小的“降落伞”———水母(图 )。它们在
1.2.7
近海处悠闲自得地升降、漂游,忽然像听见什
么命令似的,纷纷离开海岸,游向大海。不一
会儿,狂风呼啸,波涛汹涌,风暴来了。
为什么水母能预先知道风暴的来临呢?
科学家经过多年的观察研究,发现水母的听觉
器官比较特殊,能够感知次声波。当风暴来临
时,空气和波浪摩擦,产生振动频率为
8~
图 水母
的次声波。次声波传播的速度比风暴
1.2.7
12Hz
快得多,这样附近的水母就能知道风暴即将到来。
根据水母听觉器官的构造,科学家设计了“水母耳”仪器,它由喇叭、
共振器、传感器和指示器等组成。出海的船只如果安装了这种仪器,便可
以提前知道风暴从哪里来,风暴强度如何,从而做好防范准备。
13科学 八年级上册
练 1. 演奏吉他时,不断用手指按压弦的不同位置,这样做的目的是改变
习
声音的什么要素? 用力拨动吉他的弦,弦的振幅增大,声音的什么
要素也相应增大? 我们能够区分音调相同的吉他声和钢琴声,主
要是因为它们的什么要素不同?
2. 生活中我们常说的声音“高”“低”在不同情境下意义可能不同。
“女高音”“男低音”“引吭高歌”“低声细语”,这四个词语中的“高”
“低”各描述了声音的什么特性?
3. 如图 所示,将硬纸片在梳子上慢慢滑过和快速滑过,哪种情
1.2.8
况下音调高? 哪种情况下音调低?
图 用硬纸片刮梳子 图 用手指拨动橡皮筋
1.2.8 1.2.9
4. 如图 所示,将橡皮筋套在一 块木板上,两端各插入一支笔,
1.2.9
用手指先轻轻拨动橡皮筋,再使劲拨动橡皮筋,前后两个声音中哪
个声音强? 用同样的力度先后拨细橡皮筋和粗橡皮筋,哪一根振
动得快? 哪一根发出声音的音调高?
5. 什么是超声波和次声波? 举例说明超声波和次声波的应用。
14第一章 声
第三节 噪声
噪声有很多危害 它会造成听觉损伤 还会引起身体的各种疾病 因此我们
, , 。
需要对噪声加以控制 以减少它对我们的危害
, 。
一、 噪声及其危害
活 动 噪声的特征
先后播放一段音乐和一段噪声,仔细倾听,你对这两种声音各有什
1.
么感受?
观察噪声的波形(图 ),它与音叉发出的声音的波形有什么不同?
2. 1.3.1
图 噪声的波形
1.3.1
噪声一般是指声源做无规则振动时发出的声音 它听起来嘈杂 刺耳 从环
, 、 。
境保护的角度来看 凡是妨碍人们生活和工作的声音 都属于噪声 现代社会把
, , 。
防治噪声污染列为生态环境保护的一个重要方面
。
思 考 与 讨 论
在日常的生活和学习中,你认为哪些声音是噪声? 噪声有哪些危害呢?
15科学 八年级上册
噪声的来源很多 如工业噪声 机床 电锯等发出的噪声 建筑噪声 工
, ——— 、 , ———
地打桩机 冲击电钻发出的噪声 交通噪声 汽车 摩托车 飞机等发出的噪声
、 , ——— 、 、 ,
生活噪声 音量很大的摇滚乐 喧哗声 老旧空调外机运转声等 自然噪声
——— 、 、 , ———
雷鸣声等
。
噪声给人带来的危害不容忽视 人们
,
常把它称为 隐形杀手 短时间的噪声会
“ ”。
使人心烦意乱 妨碍工作和休息 长时间的
, ;
噪声会引起听力下降 甚至造成听力损伤
, ,
常引发头昏 头疼 神经衰弱等症状 并易
、 、 ,
诱发心脏病 高血压 对人的健康产生不良
、 ,
影响 为做好周围环境的噪声污染防治
。 ,
街头常安装有噪声监测仪 如图
图 街头噪声监测仪 , 1.3.2
1.3.2 所示
。
二、 减小噪声的途径
思 考 与 讨 论
可以通过哪些途径控制噪声?
活 动 如何控制噪声?
让手机 播放一定响度的录音,将手机 依次放在距它 、
1. A B 2m 4m
及在教室门(关闭)外距门 处,检测所接收到的声音大小,并记录在
0.5m
表 中。
1.3.1
尝试用几种生活中常见的材料(如报纸、毛巾、金属盒)包裹正在发
2.
声的手机 ,将手机 依次放在上述 个位置。在表 中记录手机
A B 3 1.3.1 B
检测到的声音大小。
16第一章 声
用透明盒包裹手机 ,依次放在上述 个位置,记录手机 检测到
3. B 3 B
的声音大小。
表 手机 检测到的声音大小
1.3.1 B
到声源的距离
检测到的声
在教室门 关闭
音大小 ( )
(dB) 2m 4m 外距门
0.5m
手机包裹情况
均不包裹
报纸
包裹手机 毛巾
A
金属盒
包裹手机 透明盒
B
从以上活动可以类推 减小噪声一般可以通过三个途径
, :
减小噪声源的噪声 改造或者换掉噪声比较大的零部件 像汽车 摩托车消
。 , 、
声器 图 那样 用合适的材料做成蜂窝状装置 把噪声源罩起来 这些都是
( 1.3.3) , , ,
在声源处控制噪声
。
远离噪声源或设置屏障 在城市的许多马路旁 地铁旁设置隔音板 图
。 、 (
可以减弱交通噪声对居民生活的影响
1.3.4), 。
在人耳处减小噪声 戴防噪声耳塞 耳罩 图 或者将一小团棉花塞在
。 、 ( 1.3.5),
外耳道里 可以减小噪声的影响
, 。
图 摩托车消声器 图 地铁(轻轨)声屏障 图 射击运动员戴耳罩
1.3.3 1.3.4 1.3.5
17科学 八年级上册
工程设计与项目实施 降噪头盔设计
背景资料
为了提高专注度和工作效率,
不少办公室白领会选择像降噪耳机
这样的产品来让自己“聚精会神”。
这样也许还不够,设计师研发了一
款造型夸张的降噪头盔,能让白领
们在办公室获得一片真正属于自己
的“私人”空间(图 )。降噪头
1.3.6 图 降噪头盔
盔的设计充满科技感,而且看起非 1.3.6
常有趣。它整体是用降噪材料制成的。同时,降噪头盔还内置了麦克风、
扬声器、放大器,佩戴者可以通过智能设备与同事进行工作上的沟通。也
就是说,它不是让佩戴者与外界隔绝,而是帮助他们提高工作效率。
设计要求
针对某一类人群的工作、学习或生活的需要,设计一款降噪头盔。
1.
所设计的降噪头盔可以根据使用场景选择不同的功能。
2.
画出设计简图,并标注各部分的名称。
3.
说明制作头盔所用材料和降噪的原理。
4.
拓展思考
你在运用降噪的科学知识进行头盔设计时,是否还应用了数学
1.
知识?
如果头盔报废,头盔的制作材料会对环境造成怎样的影响?
2.
你认为在上学途中长时间佩戴耳机,可能存在哪些潜在的风险?
3.
请举出其他的实例,说明技术进步在提高人类某方面生活品质的同时,也
可能会对其他方面产生负面影响。
18第一章 声
练 1. 《中华人民共和国噪声污染防治法》中所称的噪声,是指在工业生
习
产、建筑施工、交通运输和社会生活中产生的干扰周围生活环境的
声音。试在这四个方面各举一个噪声的实例。
2. 噪声会使海洋动物改变生活规律(如改变浮游和潜水规律),还会
致使它们无法避开障碍物而发生“致命”的碰撞。试举几个海洋噪
声的例子。
3. 在一些路段竖立着如图 所示
1.3.7
的交通标志牌,它的作用是什么?
4. 测量父母、祖父母的听力距离,设计
表格,将数据填入,汇总小组同学的
数据,并根据这些数据分析不同年
龄段人群的听力差异。
5. 在教室中间的一张桌面上,用仪器 图 交通标志牌
1.3.7
持续一天测量该处课间噪声的大
小,分析这些噪声的来源,提出减小噪声的合理化建议。
19本章学到了什么
学 习 小 结
# B 6F 





  



    E. #
MA M  
   @4K

 
M7 
 K =4

B" "
M(>20000 Hz M(<20 Hz
学 习 收 获
科学观念:通过声音的产生与传播、声音的特性和噪声等的学习,初步了解自
然界中振动和波动的现象,丰富对运动和相互作用的认识。
科学思维:通过归纳声音的产生原因和传播条件,分析声音的基本特性———
响度、音调和音色,合理分析与综合判断各种信息,进行简单推理与论证。
探究实践:通过探究物体发声、介质传声、人耳(仪器)听声等实验活动,经历
收集和分析证据并得出结论的科学探究过程;在设计降噪头盔的工程设计项目
中,提升创意方案的设计能力。
态度责任:通过超声波和次声波在生产生活中的应用,激发好奇心和求知欲;
了解噪声的危害和防治方法,切实认识到科学、技术、社会和环境之间的相互关系。
20学 习 运 用
1. 取相同的玻璃水杯(或瓶子)多个,排成一排,杯中灌入不同体积的水,使
敲击后分别发出do、re、mi、fa、sol、la、si的声音,这样,一套简易的打击乐器———
水杯编钟就制作好了。 水杯编钟的发声体是什么? 如何改变水杯编钟的音调?
在班级中举办一场“水杯编钟音乐会”。
2. 智能手机的声学软件,可对一些声学量进行可视化显示和测量。 例如,利
用 phyphox软件的声学功能[图(a)],可测得声源振动的频率等[图(b)]。 你能利
用智能手机的声学软件,设计实验方案来探究影响声音特性的因素吗?
a b
() ()
第2题图 phyphox的部分界面
调查家庭住宅周围噪声的主要来源 提出减小这些噪声的措施 撰写一篇
3. , ,
研究报告 并和同学进行交流
, 。
21光
第二章
碧波荡漾的水面上,倒影如画;放大镜下的昆虫,千姿百态……有了光,我们
才能够看到美丽多姿的世界;有了光学器件,我们才能够更好地看清物体的样
子。 光与我们的生活息息相关,那么,光在传播过程中会产生哪些现象呢?第二章 光
第一节 光的反射 平面镜
光能够传递信息 如果没有光 我们眼中的世界将是一片黑暗 如果没有光
。 , ;
的反射 我们也将寸步难行
, 。
一、 光的反射
自然界中许多物体本身是不发光的 那为什么我们能够看到它们呢 这是因
, ?
为不发光的物体通过反射把光传播到我们的眼睛里
。
光可以在真空中传播 也可以在介质中传播 光从一种介质射向另一种介质
, 。
时会有一部分光返回原来的介质 这种现象叫作光的反射 那么 光的反射有什
, 。 ,
么规律呢
?
活 动 观察光的反射现象
给你一个小平面镜和一支激光笔,请你设法使光通过平面镜打在教
室墙上指定的区域内,如图 所示。改变入射光的方向,观察反射光
2.1.1
的光斑位置的变化。在这些体验的基础上,你能否猜测光反射时遵循什
么规律? 你能用简易器材进行实验探究吗?
图 光的反射现象
2.1.1
安全提示
使用激光笔时保持适当距离,避免激光直射入眼睛。
23科学 八年级上册
N 为便于探究 我们画出反射现象的光路图 图
, (

A B 通过入射点O垂直于反射面的直线ON
2.1.2)。
叫作法线 入射光线AO与法线的夹角i为入射
  ,
i r 角 反射光线OB与法线的夹角r为反射角
 , 。
O
图 反射现象的光路图
2.1.2
活 动 探究光的反射规律
我们用光的反射演示器进行实验。
如图 ()所示,以法线为
1. 2.1.3a
轴将光具盘刻度板的右半面向后折,从
左半面把一束激光投射在光具盘的平
面镜上,再缓缓地将右半面折回来,仔
细观察,什么时候右半面上会出现反射
(a)
光线?
如图 ()所示,让激光以
2. 2.1.3b
某一入射角投射在平面镜上,从光具盘
刻度板上分别读出入射角i和反射角r
的大小。改变激光的入射方向,读取入
射角和反射角的大小。将数据记录在
(b)
表 中。
图 探究光的反射规律
2.1.1 2.1.3
表 入射角和反射角记录表
2.1.1
次数 入射角i 反射角r
1
2
3
……
24第二章 光
根据实验结果,你能总结出反射光线所处空间的特点吗? 反射角和
入射角的大小关系如何?
通过实验可以得到 发生反射时 反射光线 入射光线和法线在同一平面内
: , 、 ;
反射光线 入射光线分别位于法线的两侧 反射角等于入射角 这就是光的反射
、 ; 。
定律
。
在上面图 的实验中 如果逆着反射光线的方向将激光投射在平面
2.1.3(b) ,
镜上 可以看到它被反射后就会逆着原来入射光线的方向射出 这表明 在反射
, 。 ,
现象中 光路是可逆的
, 。
二、 漫反射
漆黑的夜晚 用手电筒照在前
,
方的小道上或平静的水面上 我们
,
能够看清路面的状况 但看不到水
,
面上的光斑 图 在暗室中
( 2.1.4)。
我们也会有类似经验 让光从某一
:
方向分别射在平面镜和白纸上 我
,
们只能在某一方向看到平面镜 但
,
能从任何方向都看到白纸 这是为
。 图 黑夜里,一束光照在平静的水面上
什么呢 2.1.4
?
由于平面镜的表面非常平滑 当一组平行的光线射在它的表面上时 根据光
, ,
的反射规律 反射光线也是平行的 图 所以 在黑暗环境下我们只能在
, [ 2.1.5(a)], ,
迎着反射光线的方向看到它 这样的反射称为镜面反射 而白纸的表面凹凸不
, 。
平 这会使平行的入射光线向四面八方反射 因此我们能从任何方向看到它
, ,
这样的反射称为漫反射 我们之所以能够看到本身不发光的物体
[2.1.5(b)], 。 ,
就是因为存在漫反射 你能想象一下 假若没有漫反射 我们看到的世界将会是
。 , ,
怎样的吗
?
25科学 八年级上册
图 镜面反射与漫反射的光路分析
2.1.5
科学前沿与应用 地月激光测距角反射器
地月激光测距是指利用激光往返于地月之间的时间来精确测量地月距
离。 年阿波罗 号将第一块阵列式角反射器平板布置在月球表面上
1969 11
(图 ),很快美国天文台便成功实现了对阿波罗 号角反射器的测距。
2.1.6 11
图 阿波罗 号角反射器 图 单体角反射器光路图
2.1.6 11 2.1.7
角反射器是一种特殊的光线反射 器,可以使光线平行于原来的方向
反向射出。图 示意了光线在角反射器任意两个反射面之间反射的
2.1.7
光路图。由于这种光学特性,角反射器成为地月激光测距的核心器件。
目前,包括我国在内,全世界仅有 个国家具备用激光精准测量地月
5
距离的技术能力。研究新型的地月激光测距角反射器,并按我国后续的
月球探测计划安置于月球表面,将会推动我国在该领域的研究工作,使之
迈入国际先进水平。
26第二章 光
三、 平面镜成像
光在平面镜上发生的是镜面反射 我们可以在镜子
,
里看到跟自己 一模一样 的像 但在有些游戏 魔术活
“ ” , 、
动中 会看到跟实际物体 不一样的像 图 学
, “ ”( 2.1.8)。
习平面镜成像特点后 你就能拨开迷雾 解释其中的道
, ,
理了
。
图 镜中的像看起来
2.1.8
与物体不一样
学 生 实 验 探究平面镜成像特点
实验目的
探究平面镜成像特点。
提出问题
平面镜成像时,像的大小、位置与哪些因素有关呢?
假设猜测
根据自己的生活经验说明:像的大小与物体的大小有什么关系? 像
到平面镜的距离与物体到平面镜的距离有什么关系? 像和物体的连线与
镜面有什么关系?
规划方案
研究像的大小与物体的大小的关系,可通过比较二者的大小获得。
1.
研究中如何确定像的大小?
研究像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离的关系,可以改变
2.
物体到平面镜的距离,获得像到平面镜的距离,再比较二者间的关系。研
究中如何有序改变物体到平面镜的距离?
研究中需要记录哪些数据? 设计出数据记录表。完成后,与
3.
表 比较,如有不同,请找出原因。
2.1.2
27科学 八年级上册
设计实验
所需器材:茶色玻璃、方格纸、小圆柱( 个)、铅笔、白色卡片。
2
所提供的各实验器材的作用是什么? 如何摆放实验器材进行实验?
1.
在本实验装置条件下,如何确定像的位置和像的大小? 如何测量
2.
物体和像到平面镜的距离?
如何改变实验条件,获得多组实验数据?
3.
如何确定像所在位置是否有光线通过?
4.
实验步骤
如图 所示,将一张方格纸铺在水平桌面上,茶色玻璃竖直放
1. 2.1.9
置在纸面中央,用铅笔沿玻璃底边画一条线。
图 平面镜成像实验
2.1.9
将一个小圆柱(物体 )放在玻璃前的方格纸的某一交叉点上,用
2. 1
铅笔标出该交叉点。
透过玻璃将另一个小圆柱(物体 )放在玻璃后,使之与物体 的
3. 2 1
像重合,标出物体 所在的位置,在表 中记录相关数据。
2 2.1.2
表 探究平面镜成像特点实验记录表
2.1.2
物体 到茶色玻璃 物体 到茶色玻璃 物体 的像与物
次数 1 2 1
的距离 的距离 体 的大小关系
/cm /cm 2
1
28第二章 光
续 表
物体 到茶色玻璃 物体 到茶色玻璃 物体 的像与物
次数 1 2 1
的距离 的距离 体 的大小关系
/cm /cm 2
2
3
……
把一张白色卡片放在物体 所在的位置,看看卡片上能否呈现物
4. 2
体 的像。
1
改变物体 的位置并用铅笔标出,重复步骤 和步骤 。
5. 1 3 4
撤去玻璃,用铅笔对各次实验中所标记的物体 和物体 的位置连线。
6. 1 2
整理实验器材。
7.
获得结论
交流反思
如果用一个词来归纳平面镜成像特点,用什么词合适呢?
1.
实验中你所看到的“像”是如何形成的? 生活中我们离平面镜越
2.
远,看到的像似乎越小,这与实验结论矛盾吗? 请说出你的理由。
实验表明 平面镜成像时 像与物体的大小相等 像和
, , ,
物体到平面镜的距离相等 像和物体的连线与镜面垂直
, 。
也就是说 平面镜所成的像与物体关于镜面对称
, 。
在上面的实验中 平面镜所成的像能被人看见 但不
, ,
能在白色卡片上呈现 这样的像叫作虚像 为什么平面镜
, 。
所成的像是虚像 平面镜成像与光的反射有什么关系
? ?
如图 所示 A点发出的光经过平面镜反射
2.1.10 , , 图 平面镜成虚像
反射光进入我们的眼睛 被我们看见 我们根据光沿直线 2.1.10
, ,
29科学 八年级上册
传播的经验 会感觉这些光就像从平面镜后的A 点发出的一样 A 就是A的
, ' 。 '
像 由于光线并非真正从A 点发出 所以平面镜所成的像是虚像
, ' , 。
视 窗 凸面镜、凹面镜
除了平面镜外,生活中常见的还有凸面镜和凹面镜,它们都应用了光
的反射定律。
一些汽车前门的左右两边装有凸面镜(称为后视镜),驾驶员可以通
过它们观察车后方来往的行人和车辆(图 )。一些弯度或坡度较大
2.1.11
的交通路口,也常安置大的凸面镜,它可以扩大人们的视野(图 )。
2.1.12
图 汽车后视镜 图 交通路口凸面镜
2.1.11 2.1.12
太阳灶主要依靠凹面镜对光的会聚作用来利用太阳能。手电筒的反
光镜也是一种凹面镜,它能使小灯泡发
出的光经过反射后接近平行光,这样就
可以使原来向四面八方发散的光会聚于
某一方向。
请你用一把光亮的不锈钢勺,分别
对着凹面和凸面观察(图 )。你
2.1.13
看到什么现象? 请你找一找,生活中还
图 观察不锈钢勺成像
2.1.13
有哪些应用凸面镜、凹面镜的例子。
30第二章 光
练 1. 为什么有些同学看不清在光滑的黑板上写的粉笔字? 怎样解决这
习
一问题?
2. 如图 所示,一束阳光沿与水平面成
2.1.14
角的方向射到水平放置的平面镜上,试
30°
画出入射光线和反射光线,并标出入射角和
图 阳光斜射到
反射角的大小。 2.1.14 平面镜上
3. 试用两个平面镜,把窗外的阳光引入室内。
4. 在竖立的平面镜前,放一枚跳棋子,再放一
支铅笔,若以跳棋子的像为“靶”,以铅笔为
“箭”,应如何放置铅笔,使“箭”射中平面镜
中的“靶”? 如图 所示,请在纸上画
2.1.15
一条线表示将要放置的平面镜的位置,再
图 用“箭”射“靶”
2.1.15
摆好铅笔,最后放上平面镜,看看你的“箭”
能否射中“靶”。
31科学 八年级上册
第二节 光的折射
在阳光的色散现象中 我们已经看到光经过三棱镜后会发生偏折 生活中还
, 。
有哪些现象是由于光的偏折形成的呢 这种偏折有什么特点呢
? ?
一、 光的折射
斜插在水中的筷子看上去向上弯折 图 游泳池里灌满水后 看起来
( 2.2.1); ,
变浅了 阳光穿过大气中的冰晶 在特定条件下会出现罕见的 幻日 奇观
; , “ ”
图 这些现象都与光经过不同介质时发生的偏折现象有关
( 2.2.2)…… 。
图 斜插在水中的筷子 图 “幻日”奇观
2.2.1 2.2.2
光从一种介质进入另一种介质时产生偏折的现象 叫作光的折射
, 。
活 动 探究折射现象的特点
让一束光从空气射入水中[图 ()],观察光在空气和水中的
1. 2.2.3a
径迹。与探究光的反射规律的方法相同,我们把法线作为基准线,注意观
察:当光从空气斜射入水中时,折射光线与入射光线、法线是不是在同一
平面内? 折射光线是偏向法线方向还是远离法线方向? 当光垂直水面射
入水中时,光的传播方向是否改变?
32第二章 光
介质为空气和水 介质为空气和玻璃
(a) (b)
图 探究折射现象的特点
2.2.3
如果让一束光从玻璃砖斜射入空气中,这束光会向哪个方向偏折?
2.
开展实验[图 ()],看看实验结果与你的猜想是否一致。
2.2.3b
实验结果表明 光发生折射时 折射光线 入射光线和法线在同一平面内 折
: , 、 ;
射光线 入射光线分别位于法线的两侧 当光从空气斜射入水或玻璃中时 折射
、 。 ,
光线偏向法线方向 图 当光从水或玻璃斜射入空气中时 折射光线偏
[ 2.2.4(a)]; ,
离法线方向 图 当光垂直入射时 进入另一介质的光线方向不发生改
[ 2.2.4(b)]; ,
变 在折射现象中 光路也是可逆的
。 , 。
图 折射现象的特点
2.2.4
光从一种介质射向另一种介质时 不光会发生折射现象 还会发生反射现象
, , 。
例如 光从空气射向玻璃砖时 一部分光进入玻璃 还有一部分光被玻璃表面反射
, , ,
图
( 2.2.5)。
33科学 八年级上册
图 光从空气射向玻璃砖时折射现象和反射现象同时发生
2.2.5
二、 生活中光的折射现象
应用折射现象的特点 可以解释本节前面提
,
到的 池底变浅 问题 如图 所示 池底某
“ ” 。 2.2.6 ,
点A发出的光从水中斜射入空气时 会发生折
,
射 折射光线偏离法线方向 进入我们的眼睛 根
, , 。
据光沿直线传播的经验 我们感觉折射光线好像
,
是从它们反向延长线的交点A'发出的 A'的位置
,
升高 了 即池底看起来变浅了
“ ” , 。
图 池水看起来变浅了
2.2.6
思 考 与 讨 论
把一枚硬币放到空杯的底部,移动眼睛,
直至你刚好看不到硬币(图 )。请你的
2.2.7
同学把水注入碗中,你看到了什么? 请用折
射现象的特点解释观察到的现象,并画出光
路图。
图 刚好看不到杯底的硬币
2.2.7
34第二章 光
视 窗 全反射现象
光传播到两种介质的界面时,通常会同时发生反射和折射,但在一定
的条件下,光线不再发生折射,而全部反射回原来的介质中,这一现象叫
作全反射现象。
全反射现象通常发生在光从光密介质射向光疏介质(如从玻璃射向
空气)的过程中。发生全反射之前,折射角大于入射角,随着入射角的增
大,折射角和反射角都增大,在入射光的强度一定的情况下,折射光越来
越弱,反射光越来越强。当入射角等于某一角度θ(临界角)时,折射角等
c
于 ,折射光消失,反射光的强度等于入射光的强度,如图 所示。继
90° 2.2.8
续增大入射角,现象同前,如图 所示。综上,只有当入射角大于或等
2.2.9
于临界角时,全反射现象才会发生。
图 全反射光路图 图 演示全反射现象
2.2.8 2.2.9
自然界中的很多光现象跟全反射有关,如夏季早晨树叶上的露珠看起
来晶莹剔透,在开阔的海面或沙漠上空有时会出现海市蜃楼现象,等等。
全反射的实际应用也有很多,如光学仪器中的全反射棱镜、传输光信号的
光导纤维(图 )等。
2.2.10
 
图 光纤中的全反射
2.2.10
35科学 八年级上册
练 1. 图 为光在玻璃和空气中传播的示意图,虚线为法线,请判
2.2.11
习
断光线可能的传播路径并把缺失的箭头和反射光线补上。
图 光在玻璃和空气 图 碗中的筷子
2.2.11 2.2.12
中传播示意图
2. 把一支筷子插入空碗 中 ,从 上 方往下看,你看到的筷子是笔直的
(图 )。往碗中倒入一定量的水,你看到的筷子还是笔直的
2.2.12
吗? 请把你看到的现象画出来,并用光路图加以解释。
3. 把一块厚玻璃板压在水平放置的纸上,透过玻璃板看纸上的字迹
与直接看纸上的字迹会有什么不同? 试解释其原因。
36第二章 光
第三节 凸透镜成像
折射现象的重要应用之一是透镜 人眼中的晶状体就是一个凸透镜 放大镜
, , 、
照相机 望远镜 显微镜中也有凸透镜 它们的功能都与凸透镜成像有关 那么凸
、 、 , 。
透镜成像有什么规律呢
?
一、 透镜
常见的透镜是用玻璃制作的镜片
图 它分为两种 中间厚 边缘
( 2.3.1), : 、
薄的叫作凸透镜 中间薄 边缘厚的叫
; 、
作凹透镜
。
图 各种透镜
像近视眼镜 老花眼镜 远视眼 2.3.1
、 (
镜 放大镜那样 透镜的厚度远小于透镜所在球面的半径 这种透镜叫作薄透镜
)、 , , 。
薄透镜的中心叫作透镜的光心 通过透镜两个球面球心的直线叫作透镜的主
。
光轴
。
活 动 观察透镜对光线的作用
观察凸透镜和凹透镜的形状。
1.
如图 所示,分别让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜
2. 2.3.2
和凹透镜,观察光通过透镜后的偏折方向,描述你所看到的现象。
图 透镜对光线的作用
2.3.2
37科学 八年级上册
实验表明 凸透镜对光线有会聚作用 凹透镜对光线有发散作用
, , 。
平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点 该点叫作凸
, ,
透镜的焦点 用字母F表示 从焦点到透镜光心的距离叫作焦距 用符号f表示
, , ,
图 平行于主光轴的光线 经凹透镜折射后成为发散光线 它们的反
[ 2.3.3(a)]。 , ,
向延长线相交于主光轴上的一点 该点叫作凹透镜的虚焦点 图 根据
, [ 2.3.3(b)]。
光路可逆原理 如果在凸透镜的焦点上放点光源 点光源发出的光通过凸透镜后
, ,
就变成平行光 图
[ 2.3.3(c)]。
凸透镜的焦点和焦距 凹透镜使光线发散 从焦点射向凸透镜的光 通过凸
(a) (b) (c) ,
透镜后变为平行光
图 通过透镜的光线
2.3.3
二、 凸透镜成像的规律
活 动 用“凸透镜”观察周围的景物
在塑料卡片上钻一个直径约 的孔,在孔上滴一滴水,把它放
1. 3mm
在小字的上方,透过小孔观察。你能看到什么现象?
拿一个玻璃杯,透过玻璃杯看自己的手指;然后,往杯中注水,再看
2.
看自己的手指;把杯子放在桌上,边前后移动手指边观察。你是否发现一
些未曾注意到的现象?
用凸透镜(如放大镜)观察书本上的字或画,再用凸透镜观察窗外
3.
的景物(图 ),尝试使窗外的景物成像在墙上或光屏上。
2.3.4
记录所观察到的现象及根据这些现象所提出的问题,并与组内的同
学交流。
38第二章 光
图 用凸透镜观察周围景物
2.3.4
通过观察 我们发现凸透镜成像时 像的虚实 大小 正倒与物体到凸透镜的
, , 、 、
距离 物距 有关 下面我们用实验来进一步探究凸透镜成像的特点
( ) , 。
学 生 实 验 探究凸透镜成像规律
实验目的
探究凸透镜成像规律。
提出问题
影响凸透镜成像性质的因素有哪些? 凸透镜成像有什么特点?
假设猜测
根据前面活动或自己的经验说明:凸透镜成像的虚实可能与什么因
素有关? 凸透镜成像的大小可能与什么因素有关? 凸透镜成像的正倒可
能与什么因素有关?
规划方案
物体经凸透镜所成像的虚实、大小、正倒与物距有关,可通过改变
1.
物距来研究凸透镜成像特点。研究中如何有序改变物距?
研究中需要记录哪些数据? 设计数据记录表。完成后,与表
2.
比较,如有不同,请找出原因。
2.3.1
39科学 八年级上册
设计实验
所需器材:光具座、“”形光源、凸透镜、光屏。
F
应选择器材中哪个物体作为研究对象?
1.
在本实验装置条件下,如何测量物距?
2.
当物距固定时,如何运用相关器材获得物体的清晰的像?
3.
在本实验装置条件下,如何测量物体所成像的像距? 如何判断所
4.
成像的大小和虚实?
实验中需要有序改变物距,应如何操作?
5.
实验步骤
选择一个凸透镜,测量并记录它的焦距 f 。
1. = cm
如图 所示,在光具座上依次放置“”形光源(物体)、凸透镜、
2. 2.3.5 F
光屏,再调节三者的高度,使三者中心在一条直线上,并使三者中心的连
线与光具座平行。
图 探究凸透镜成像规律的实验装置
2.3.5
将物体放在离凸透镜较远的位置,调节光屏到凸透镜的距离,找到
3.
成像最清晰的位置,观察像的正倒,比较像与物体的大小,测出物距u和
像距v。改变物距,再进行一次测量,把数据记录在表 中。
2.3.1
将物体移至物距为
f
处,调节光屏到凸透镜的距离,找到成像最清
4. 2
晰的位置。观察像的正倒,比较像与物体的大小,测出像距,记录实验数据。
继续将物体向凸透镜方向移近几厘米,调节光屏到凸透镜的距离,
5.
找到成像最清晰的位置,观察像的正倒,比较像与物体的大小,测出物距
和像距。改变物距,再进行一次测量,记录实验数据。
40第二章 光
表 探究凸透镜成像规律实验记录表 f
2.3.1 = cm
像的性质
物距与焦距
物距u 像距v
/cm 的关系
虚像或实像 放大或缩小 正立或倒立
/cm
u=f
2
u=f
u f 正立 /
<
调整物距,使物距等于焦距,观察光屏,这时能在光屏上看到像吗?
6.
继续减小物距,用眼睛透过凸透镜直接观察物体,找到正立的像,
7.
记录此时的物距和像的虚实、大小。
整理实验器材。
8.
获得结论
根据实验记录表中的结果,归纳出凸透镜成像规律。
交流反思
在教室黑板(或白板)上,沿凸透镜主轴画出凸透镜两侧 ~f、
1. 0
f~ f、f 以外三个不同区域的示意图,各实验小组(凸透镜焦距相同)
2 2
将成实像时的实验数据标记在相应区域内。不同实验小组得到的实验结
论相同吗?
你判断凸透镜所成的像是实像还是虚像的依据是什么? 凸透镜所
2.
成的像有没有正立的实像或倒立的虚像?
通过实验可知 对于焦距一定的凸透镜 所成像的虚实 大小 正倒与物距有
, , 、 、
关 物距等于焦距时 凸透镜不能成像 当物距大于焦距时 凸透镜成实像 实像
。 , 。 , ,
都是倒立的 当物距小于焦距时 凸透镜成虚像 虚像都是正立的
; , , 。
41科学 八年级上册
凸透镜成实像时 随着物距的减小 像距逐渐增大 像也逐渐变大 当物距等
, , , 。
于 倍焦距时 凸透镜成等大 倒立的实像
2 , 、 。
实像是由来自物体的光通过凸透镜后会聚而成 它和物体分别位于凸透镜的
,
两侧 我们能够用光屏承接实像 凸透镜成虚像时 来自物体的光通过凸透镜后
, 。 ,
不能会聚 这些光进入眼睛 我们感到光好像从它的虚像的位置发出一样 我们在
, , ,
光屏上承接不到虚像 但可以在光屏的同一侧用眼睛透过凸透镜看到它
, 。
三、 生活中的透镜
思 考 与 讨 论
凸透镜是许多光学仪器的重要元件,照相机、投影仪、放大镜的成像原理都遵
循凸透镜成像规律,说一说它们分别应用了凸透镜成像规律的哪一种情形。
1 放大镜
.
生活中常用放大镜来观察物体的细微部
分 这利用了凸透镜能成放大 正立的虚像的
, 、
特点 图
( 2.3.6)。
使用放大镜时 要让它 挨着 被观察的物
, “ ”
体 目的是让物体处于凸透镜的焦距以内 这
, ,
样我们才能够通过凸透镜看到放大的虚像
。
图 放大镜
2.3.6
2 照相机与投影仪
.
照相机的镜头相当于一个凸透镜 它的焦距比较短 通常所要拍照的景物都
, ,
在它的 倍焦距以外 通过它能成缩小的实像 图 胶片相机的胶片上涂
2 , ( 2.3.7)。
着一层对光敏感的物质 它在受到光照后发生化学变化 物体的像就被记录在胶
, ,
片上 现在生活中使用的数码相机用感光材料代替胶片 它能把光信号转换成电
。 ,
信号 从而很方便地记录下物体的像
, 。
投影仪也利用了凸透镜成像规律 它与照相机的不同点在于它所成的像是放
,
42第二章 光
大的实像 投影仪成像时物距略大于焦距 当投影片被照亮时 投影片上的图形
。 , ,
或文字通过镜头 凸透镜 成放大的像 并通过平面镜改变光的传播方向 使图像
( ) , ,
呈现在屏幕上 图
( 2.3.8)。
图 照相机的工作原理 图 投影仪的工作原理
2.3.7 2.3.8
3 望远镜与显微镜
.
多少年来人们渴望探索宇宙以揭开遥远星空的神秘面纱 也期盼洞察微观世
,
界的奥秘 这些愿望直到发明望远镜和显微镜以后才逐渐变为现实
, 。
活 动 将两个不同焦距的凸透镜组合起来观察物体
如图 所示,将焦距较小的凸透镜
2.3.9
作为目镜(靠近眼睛),将焦距较大的凸透镜
作为物镜(靠近被观察的物体),组合两个凸
透镜,观察稍远的物体,调节两凸透镜间的
距离,直到看清楚为止。你所看到的物体的
像与物体有什么不同?
安全提示
图 将两个不同焦距的
2.3.9
不要将凸透镜对准太阳等强光源。 凸透镜组合起来观
察物体
我们在活动中所用的透镜组合 实际上是一种望远镜的模型 如图
, 。 2.3.10
所示是折射式双筒望远镜 在这种望远镜中 物镜的作用是使远处的物体在焦点
, ,
43科学 八年级上册
附近成实像 再通过目镜的放大作用 使我们观察的视角变大 如同把远处的物体
, , ,
移近 因此 能够看清物体的形象 图
, , ( 2.3.11)。
图 折射式双筒望远镜 图 物体移近视角变大
2.3.10 2.3.11
折射式天文望远镜 图 其透镜的直径必须很大 以实现很强的聚光
( 2.3.12), ,
能力 这样不仅给制作带来了很大的困难 而且还有较大的色差 为了克服这些
, , 。
缺点 人们发明了反射式天文望远镜 反射式天文望远镜主要利用凹面镜来聚光
, 。
图 反射式天文望远镜口径大 通光的本领强 有利于观测宇宙深处暗
( 2.3.13)。 , ,
弱的天体
。
图 折射式天文望远镜 图 反射式天文望远镜
2.3.12 2.3.13
对于显微镜 我们已经用过多次 它的物镜和目
, ,
镜也相当于两个不同焦距的凸透镜 其光学结构如
,
图 所示 显微镜物镜的焦距比较短 目镜的
2.3.14 。 ,
焦距比较长 由于物距略大于焦距 光通过物镜成
。 ,
放大的实像 然后通过目镜将这个像再一次放大 因
, ,
此我们就能看到通常肉眼看不到的微小物体
。
图 显微镜的光学结构
2.3.14
44第二章 光
工程设计与项目实施 制作简易手机投影仪
材料准备
凸透镜、纸板盒、胶带、工具刀、剪刀、笔、尺子、手机等。
方案设计
如图 所示,在纸  
2.3.15
板盒的一面嵌上凸透镜,用手

机画面作为物体,制作一个手
机支架,移动支架,调节物体
到镜头的距离,使墙壁上呈现
图 手机投影仪结构
放大的实像。 2.3.15
制作步骤
粗略估测所用凸透镜的焦距。
1.
根据凸透镜焦距和手机大小,选择合适的纸板盒作为投影仪盒子。
2.
盒子的 个面应黏结良好,留 个可掀开的面。
5 1
在纸板盒一个侧面的中央剪出与凸透镜等大的圆孔,将凸透镜紧
3.
密地嵌入圆孔中(或粘贴在圆孔的外面)。
用纸板制作一个半折叠的手机支架。
4.
锁定手机屏幕,并使图像倒置,将手机放入盒内的手机支架上。
5.
将画面投到墙壁上,前后移动手机支架和投影仪盒子,直至投到墙
6.
壁上的画面清晰。
测量画面到凸透镜的距离,看看是否符合凸透镜成像规律。
7.
对投影仪进行美化和标注。在盒内放置手机支架的平面上标注距
8.
离凸透镜 倍焦距和 倍焦距的位置;在盒面上标注投影仪的焦距、盒体
1 2
尺寸等参数。
评价改进
展示产品的设计思路和制作过程,演示相关的功能。
1.
从设计的新颖性、工艺水平、使用效果等方面对产品作出评价。
2.
45科学 八年级上册
拓展思考
在项目设计中,你应用到哪些科学知识和数学知识?
1.
学校里老师上课使用的投影仪与你制作的简易手机投影仪,在原
2.
理上有哪些区别?
你了解生活中实际使用的手机投影仪的科学原理吗? 它们所涉及
3.
的哪些创新技术对你有较大的触动? 你的体会是什么?
练 1. 根据图 中的入射光线,画出相应的折射光线。
2.3.16
习
图 光路图
2.3.16
2. 手拿一支体温计,从不同的方向观察体温计的读数,你有什么发
现? 你能解释你的发现吗?
3. 用放大镜近距离观察烛焰,能看到正立、放大的像,仔细观察像的
位置;尝试用白屏承接这个像,你能在白屏上看到它吗? 这说明你
看到的是实像还是虚像?
4. 在一个长方形的纸盒的右面开一圆孔,
在正面开一窗口,并在圆孔和窗口贴上
透明塑料纸。将一个凸透镜插入盒内,
往盒内充入一些烟雾,然后把盒子拿到
阳光下,使阳光从圆孔照射到凸透镜
上,如图 所示。从窗口向盒内 图 烟雾箱
2.3.17 2.3.17
观察,你能看到什么现象?
5. 查阅资料,了解照相机的演变过程,制作一份简报并与同学交流。
46本章学到了什么
学 习 小 结
 +  + '%
 
   
J
$
L
 LJ EJ EJ EJ



J
    
>
* &, 



  

 
EJ
;  J
学 习 收 获
科学观念:通过光的反射、平面镜成像、光的折射、凸透镜成像等内容的学习,
增强对运动和相互作用的认识,能对生活中相关现象进行科学解释。
科学思维:在归纳光的反射定律和折射现象特点、分析平面镜成像特点和凸
透镜成像规律的过程中,体会分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等多种科学思
维方法。
探究实践:在探究平面镜成像特点、探究凸透镜成像规律两个学生实验中,经
历较完整的科学探究过程,提升科学探究能力;在制作简易手机投影仪中,进一步
锻炼实践能力。
态度责任:在大量光现象的观察和实验中,激发好奇心,培养尊重事实、合作
交流的科学态度;在地月激光测距、全反射现象、光学仪器应用等内容的学习中,
培养质疑创新的精神。
47学 习 运 用
1. 我国古代的许多重大成就应用了平面镜成像。 如图所示,汉代人制造了
最古老的开管式潜望镜———“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”。 根据图
示,你能说说人在水盆中所看到的像的性质吗?
第1题图 最古老的开管式潜望镜 第2题图 道路标志牌
2. 我们夜晚乘汽车时会发现,当车灯 发 出 的光照在道路标志牌上时,牌上的
标志特别醒目,好像在发光一样,当你经过它旁边时,你却发现它不是发光体。 你
能猜想这其中的原因吗?
3. 2021年12月9日,“天宫课堂”首次在中国空间站开课,航天员翟志刚、王
亚平、叶光富为全球的青少年带来一场丰富多彩的科普课。 其中,王亚平老师演示
了一个“水球光学实验”:制作一个大水球,先观察通过水球所成的倒立的像[图
(a)],再向水球中注入一个大气泡,神奇的一幕出现了,水球中竟然形成一个正立的
像和一个倒立的像[图(b)]。 请观看相关视频,与同学讨论,试着解释成像的原因。
a b
() ()
第3题图 水球光学实验
48人 体 的 感 觉
第三章
生物体要适应环境而生存,首先要感知环境的变化,然后作出自身的适应性
调节。 人体通过眼、耳、鼻、舌、身接受来自环境的光能、机械能、热能和化学能
等刺激,产生种种感觉,如视觉、听觉、嗅觉、味觉、运动觉、触觉、压觉、温度觉和
痛觉等。科学 八年级上册
第一节 眼与视觉
引起视觉的感觉器官是眼 人脑获得的全部外界信息中 约 来自视觉
。 , 95% ,
因而眼是人体非常重要的感觉器官
。
一、 眼的结构
眼由眼球的附属结构和眼球组成 其基本结构如图 图 和图
。 3.1.1、 3.1.2
所示
3.1.3 。
􀮠
眼
􀮡
􀮢
􀪁􀪁
􀪁􀪁
眼球的附属结构 眼睑 睫毛 泪腺 结膜和眼外肌等
: 、 、 、
眼球 眼球壁 眼球内容物
: 、
1 眼球的附属结构
.
对着镜子看看自己的眼睛 对照图 你能看到什么
, 3.1.1(a), ?
睫毛 眼睑 泪腺和结膜 眼外肌
(a) 、 、 (b)
图 眼球的附属结构
3.1.1
眼睑 俗称眼皮 分上 下眼睑 其边缘长有睫毛 能遮挡外来物 防止外来物直
, , 、 。 , ,
接伤及眼球
。
泪腺位于上眼睑外上方内侧 其分泌的泪液顺着上眼睑像水帘一样向下流过
,
眼球 保持眼球表面的湿润和清洁 减小眼球与眼睑之间的摩擦 若眼泪分泌不
, , 。
50第三章 人体的感觉
足 会引起干眼症
, 。
结膜是覆盖在上 下眼睑内面 睑结膜 和眼球前部巩膜表面 球结膜 的一层
、 ( ) ( )
透明薄膜 膜内具有丰富的神经末梢和血管 结膜表面光滑 在泪液的润滑下 可
, 。 , ,
避免眼睑与眼球产生摩擦
。
眼外肌分为六块长条形肌肉 如图 每条肌肉一端附着在眼球表面
, 3.1.1(b), ,
另一端止于眼球后方 通过收缩和舒张使眼球灵活转动 以搜寻 发现和观察物体
, , 、 。
2 眼球
.
眼球的结构可以分为眼球壁和眼球内容物两大部分
。
􀮠
眼球
􀮡
􀮢
􀪁􀪁􀪁
􀪁􀪁
外层 角膜 巩膜
􀮠 : 、
眼球壁 中层 虹膜 睫状体 脉络膜
􀮡 : 、 、
内层 视网膜
􀮢 :
􀪁􀪁
􀪁􀪁
眼球内容物 房水 晶状体 玻璃体
: 、 、
眼球壁
如图 角膜和巩膜构成眼球的外
3.1.2,
层 角膜位于前端 透明 利于光线进入眼
, , ,
球 向后紧接巩膜 巩膜白色不透明 坚韧
, 。 , ,
具有保护眼球内部 维持眼球形状的功能
、 。
眼球壁中层前端是虹膜 中央的孔为
,
瞳孔 虹膜内有环形和放射状排列的肌
。
肉 环形肌收缩时瞳孔缩小 放射状肌收
。 , 图 眼球壁的结构
3.1.2
缩时瞳孔扩大 由此控制进入眼球的光
,
线 虹膜的外表层有色素 人类的色素有蓝色素 绿色素 褐色素三种 可使 眼
。 , 、 、 , “
珠 颜色呈现蓝色 绿色或近似黑色 褐色 紧接虹膜后的是睫状体 其中有睫状
” 、 ( )。 ,
肌 睫状肌收缩和舒张可调节我们视近物和视远物的清晰度 睫状体后面连接的
, 。
是脉络膜 脉络膜是由动脉和静脉组成的血管网 起营养眼球的作用
, , 。
眼球壁的内层是视网膜 由感光细胞和神经细胞组成 视网膜接受光线后将
, ,
光信息转变为神经信息 通过视神经传至大脑引起视觉
, 。
眼球内容物
如图 眼球内容物中 最前端位于角膜与晶状体之间的腔隙称为眼房
3.1.3, , ,
51科学 八年级上册
被虹膜分成前后两个腔隙 分别称为前房和后
,
房 其中的房水由后房的睫状体上皮分泌 经
。 ,
瞳孔流入前房 进入巩膜与角膜夹角处的静
,
脉 房水不断循环 营养角膜和晶状体 房水
, , 。
循环受阻会引起眼内高压疾病 青光眼
( )。
晶状体类似一个凸透镜 在位于睫状体
,
中的睫状肌收缩和舒张的控制下 晶状体曲
,
图 眼球内容物
3.1.3 度可以增加 变凸 或减小 变平 由此随时
( ) ( ),
改变焦距 调节我们视近物和视远物的清晰度
, 。
晶状体后面是玻璃体 玻璃体是半固态 胶冻状的物体 充满后部的眼球 起
, 、 , ,
维持眼球形状 支撑视网膜的作用
、 。
角膜 房水 晶状体 玻璃体都是透明的 光线穿过这些结构最终到达视网膜
、 、 、 ,
形成物像 由此形成视觉
, 。
活 动 观察瞳孔的变化
在较暗的环境中,用手电筒从侧面以
大约 度角照射眼(注意:光不能太强),
45
观察瞳孔的变化。你能否看到图
3.1.4
弱光下瞳孔放大
()所示的现象? 照射一只眼睛时,另一只
(a) b
眼的瞳孔会缩小吗?
你看到的瞳孔大小的变化是眼对光
的反射性反应,称为瞳孔对光反射。想一
想,为什么瞳孔在弱光时放大,强光时缩
强光下瞳孔缩小
(b)
图 瞳孔的放大与缩小 小呢?
3.1.4
二、 视觉的形成
来自外界物体的光线 穿过透明的角膜和房水由瞳孔进入眼球 之后穿过晶
, ,
52第三章 人体的感觉
状体 透过玻璃体 聚焦到视网膜上 形成清晰的物像 刺激视网膜上的感光细胞
, , , , ,
物体的光亮度和颜色等信息被转换为神经冲动 一种生物电信息 沿着视神经传
( ),
入大脑视觉中枢 枕叶 使我们产生视觉
( ), 。
图 视觉形成过程示意图
3.1.5
视 窗 人为什么能看到颜色
视网膜含有两种感光细胞:视杆
细胞和视锥细胞。在光线较弱的情况
下,视杆细胞对视觉起主要作用,主要
感受物体的外形和运动,但感觉不到
颜色。在光线充足的情况下,视锥细
胞发挥主要作用,向大脑提供有关物
体形状和色彩的信息。这称为视觉二
元学说。
科学家们在 世纪初提出了感
20
知颜色的三原色假说。他们认为视网
图 视觉感受器:视杆细胞和
3.1.6
膜中有三种对不同波长光线特别敏感 视锥细胞
的视锥细胞,分别为感红、感绿、感蓝视锥细胞,因此红、绿、蓝被称为视觉
的三原色。当某一种视锥细胞感受到特定颜色的光线而产生兴奋时,人
就会产生该颜色的色觉。如果混合光线使两种或三种视锥细胞产生不同
程度的兴奋时,人就会产生介于两种或三种颜色之间的色觉。这和我们画
53科学 八年级上册
画时调色相似,被称为色觉的三原色学说。现已证明,色盲是由某种视锥
细胞缺少或功能缺失引起的。
三、 视力缺陷及其矫正
1 正常视力的远点、近点与明视距离
.
人眼的晶状体是一个可以改变焦距的凸透镜 通过调节晶状体曲度 可以使
, ,
远近不同的物体清晰地在视网膜上成像 但有一定限度 正常人可以清晰成像的
, 。
最远点 称为远点 趋于无穷远处 最近点 称为近点 为 正常人观察
( ), , ( ) 10~20cm。
近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 称为明视距离 这就是为什么
25cm, 。
看书或看电脑等时 建议保持约 的距离 不同人的远点 近点和明视距离
, 25cm 。 、
会略有不同
。
图 晶状体的视近调节
3.1.7
在一定距离内 眼能精细分辨物体的能力称为视力 如果眼的折光能力异
, 。
常 或眼球的形态异常 物体不能在视网膜上正常成像 便会出现近视 远视和散
, , , 、
光等视力缺陷
。
54第三章 人体的感觉
2 近视及其矫正
.
看近物 如书桌上课本内容 清楚 看远物 如黑板上的板书或更远距离的物
( ) , (
体 模糊 这种视力缺陷称为近视
) , 。
近视患者可以通过配戴合适的凹透镜 近视眼镜 角膜接触镜 使物像落在
( 、 ),
视网膜上 把视力矫正到正常水平 现在还可以通过角膜手术改变角膜曲度以矫
, 。
正近视 但不是每个人都适合配戴角膜接触镜或进行角膜手术 需咨询医生
。 , 。
3 远视及其矫正
.
如果眼球的前后径过短 或者晶状体弹性小 远处物体的光线通过晶状体折
, ,
射后形成的物像就会落在视网膜的后方 经视近调节才能看清远处的物体 但看
, ,
不清近处的物体 这种视力缺陷称为远视 远视患者可以配戴凸透镜加以矫正
, 。 。
4 散光及其矫正
.
如果角膜表面或晶状体表面的弧度不一致 例如经线弧度大而纬线弧度小
, ,
这时某一点的光线通过角膜不同部位折射后不能聚焦成一点 视物就会出现叠
,
影 这种情况的视物不清 称为散光 散光患者通常可以配戴相应的散光眼镜或
。 , 。
通过激光手术加以矫正
。
图 常见视力异常的矫正
3.1.8
55科学 八年级上册
四、 近视及其预防
1 真性近视与假性近视
.
近视有两种类型 真性近视和假性近视 真性近视的主要原因是眼球发育不
: 。
正常 人刚出生时 眼球呈扁球形 前后径较短 随着身体的生长发育 眼球逐渐
。 , , 。 ,
变成球形 约在 岁时 大多数人的眼球变成球形 之后就不再变化了 但有少
, 13 , , 。
数人的眼球前后径还会继续变大 呈长球形 我们把眼球前后径过长 眼轴过长
, 。 ( )
引起的近视称为真性近视 或轴性近视 通常近视程度较高
( ), 。
婴幼儿时期眼球呈扁球形 约 岁时 眼球呈球形
(a) (b) 13 ,
图 婴儿期和少年期眼球形状示意图
3.1.9
假性近视是后天获得的近视 这类患者眼球正常 但视远调节存在缺陷 通
。 , ,
常与长时间视近物 眼睛过度疲劳有关 当人看近物时 睫状肌收缩 晶状体变
, 。 , ,
凸 焦距变短 从而使近物的物像聚焦到视网膜上 使人能看清近物 当看远物
, , , 。
时 睫状肌舒张 晶状体变扁 焦距变长 可使远处的物像聚焦到视网膜 如果看
, , , , 。
近物的状态持续久了 看远时虽然睫状肌舒张 但晶状体不能复位而停留在较凸
, ,
的状态 因而导致近视
, 。
2. 近视的预防
预防近视 要注意以下方面
, 。
采用正确的用眼姿势 看书 写字 操作电脑等时 保持明视距离 约
: 、 、 , ( 25cm);
不在躺卧 行走时看书 不在摇晃的车辆上看书 看手机等
、 , 、 。
56第三章 人体的感觉
光线强弱合适 不可在过强或过暗的光线下读书学习
: 。
控制持续视近的时间 阅读 书写 操作电子产品等的时间不超过 间
: 、 、 50min,
隔期间需认真注视远物 以外 至少
(5m ) 3~5min。
极目远眺 每日需安排极目远眺的时间 在上 下午的课程结束后为最佳 目
: , 、 ,
不转睛注视较远处物体 尽量看清细节 如树叶上的叶脉 树上鸟的活动 远处房
, , 、 、
屋窗户的构造 远处人物的着装等
、 。
认真做眼保健操 眼保健操可使眼部放松 缓解视觉疲劳 需认真完成 但做
: , , 。
眼保健操并不能防止近视的发生 所以不能因为做了眼保健操就忽视用眼卫生
, 。
适当安排户外活动时间 每天应安排一定的户外活动 如运动 游戏 散步等
: , 、 、 。
注意饮食 平时需吃些有色蔬菜 如胡萝卜 绿叶菜 西兰花等 这些食物有助
: , 、 、 ,
于视网膜健康 也可额外适当补充叶酸 叶黄素
。 、 。
经常检测视力 正常视力通常在 对数视力表 以上或 国际标准视力
: 5.0( ) 1.0(
表 以上 如果突然发现自己视力有所下降或视物没有以前清晰 可能是假性近
) 。 ,
视初期 此时若增加极目远眺时间 减少视近物时间 可以阻止或减缓近视发展
, , , ,
甚至可以使视力恢复 若已无法恢复 可考虑配镜矫正
; , 。
活 动 模拟近视的调节缺陷
近视是最常见的视力缺陷。它表现出的现象是看不清楚远处的景
物,而配戴合适度数的近视眼镜后,就可以看清楚了。根据上述现象,我
们能否用模拟实验的方法来找出近视眼眼球的调节缺陷究竟在哪里?
如图 所示,凸透镜代表眼的晶
3.1.10
状体,光屏代表视网膜。在凸透镜的前方
放置近视眼镜(凹透镜),使烛焰在光屏上
成清晰的图像。此时表示近视患者配戴眼
镜后,看清了远处的烛焰。凸透镜到光屏
的距离即表示“晶状体”到“视网膜”的距
离,记录这个距离。取下近视眼镜后,可以
图 近视的调节缺陷
看到“视网膜”上的图像变模糊了。 3.1.10
57科学 八年级上册
前后移动光屏,使光屏上的图像清晰,记录此时光屏的位置,它表明
有缺陷的晶状体对远处物体的成像位置。
工程设计与项目实施 设计能模拟近视的眼睛模型
项目背景
眼睛的结构和成像原理涉及生物学和物理学知识。生物学知识重点
讲解眼睛的结构,物理学知识重点讲解眼睛如何视物,这些都是学生很好奇
的问题。在我们周围,不少人患有近视、远视等眼疾,儿童青少年近视已成
为中国人视力损伤的主要原因。对这些眼疾的解释需要综合运用生物学和
物理学知识。如有相应的演示实验器材,会使学生对近视的认识更加深刻。
项目目标
设计一款眼睛模型,可实现:()模拟眼睛视物(即成像),可看清不同
1
距离的物体;()模拟近视的眼睛视物。
2
项目材料
凸透镜、弹性透明薄膜、光屏、玻璃片、蜡烛、亚克力管、光具座、胶水、
注射器、橡皮筋、橡胶导管、砂纸、打火机。
注:以上材料为推荐材料,也可根据实际情况自选材料,完成项目。
项目执行（建议）
根据问题分析原理。
1.
如何模拟眼睛成像:眼睛看清物体的过程与凸透镜成像的过程类似,
可以用凸透镜模拟眼睛成像。
如何“看”清不同距离的物体:把凸透镜的材质由固体变为液体,使其
焦距可调节。
如何模拟近视的眼睛视物:在“看”远处的物体时,使凸透镜厚度与
“看”近处的物体一致。
58第三章 人体的感觉
设计模型并画出草图。
2.
根据原理,与教师和同学共同讨论分析,确定初步方案,设计模型并
画出装置草图。
物化草图并制作产品。
3.
根据初步方案和草图选择仪器,连接仪器完成实验装置的组装,完成
眼睛模型的制作,检验是否成像、不同距离物体成像效果、模拟近视眼睛
视物效果,对作品进行测试。
改进完善并发布成果。
4.
在测试的基础上对作品进一步改进完善,可以局部改进,也可以另外
设计一个装置和原有装置进行比较,确定更优的装置。在小组或全班范
围发布成果,介绍项目实施的过程,获得评价。

  
  ?
 
 
  
 
 
 


   
  

 







 


59科学 八年级上册
拓展思考
在完成项目过程中,你用到了哪些学科的什么方面的概念或原理?
1.
举例说明项目实施中,你是如何考虑模型的仿生外观和实际需求
2.
功能的结合?
结合你实施本项目的感受,说一说科学原理转化为实物模型需要
3.
哪些步骤? 举例说明科学原理对技术与工程实现的指导意义。
练 1. 光线穿过 和 ,经瞳孔再穿过 和
习
到达视网膜。
2. 下列哪些光线人眼感觉不到? ( )
紫色光线 紫外光线
A. B.
青色光线 红外光线
C. D.
3. 为什么会得假性近视? 你准备如何预防近视? 如果已经近视了,
还需要注意预防近视吗?
4. 好的视力对学习、生活、工作都非常重要,根据自己的视力情况,制
订保护视力、预防近视的具体措施。
60第三章 人体的感觉
第二节 耳与听觉
耳是接收声音刺激 产生听觉的感觉器官
, 。
一、 耳的结构
如图 耳分为外耳 中耳和内
3.2.1, 、
耳三部分 外耳由耳郭和外耳道组成 外
。 ,
耳负责收集声音 外耳道末端为中耳的
。
鼓膜 中耳包括鼓膜 鼓室 听小骨和咽
。 、 、
鼓管等 中耳的功能是传导声音 咽鼓管
。 ,
是鼓室通往咽部的管道 具有平衡鼓室和
,
外界大气压的作用 内耳中有耳蜗和半
。
规管等结构 耳蜗底部通过膜性的卵圆窗
,
与听小骨相连 耳蜗中分布着丰富的听
。
觉毛细胞 是声音的感受器
, 。
图 耳的结构示意图
3.2.1
二、 听觉的形成
任何物体的振动 都能使空气产生声波 耳郭收集到的声波 经外耳道传入
, 。 , ,
冲击鼓膜 鼓膜的振动波沿着听小骨链传导进入内耳 刺激耳蜗中的听觉毛细胞
; , ,
产生神经冲动 神经冲动沿着听神经传送到大脑皮层的听觉中枢 颞叶 产生听
; ( ),
觉 如图 所示
, 3.2.2 。
平时 人们听到的最舒适的声波频率范围是 而频率低于
, 250~4000Hz,
的次声波和高于 的超声波 对人耳通常没有刺激效应 因而不
20Hz 20000Hz , ,
能被听到
。
61科学 八年级上册
图 听觉形成示意图
3.2.2
三、 声音的传导途径
声波经外耳 中耳传入内耳耳蜗的途径 通常称为气传导 这是声波传入内
、 , 。
耳的正常途径 传音效率最高 此外 声音还可以通过振动颅骨直接传入内耳 称
, 。 , ,
为骨传导 在正常情况下 空气中的声波并不能有效振动颅骨引起听觉 所以骨
。 , ,
传导对正常听觉没有贡献 但当气传导通路被损坏时 可以通过特殊装置 如助
。 , (
听器 将声波有效转化为机械振动 有效振动颅骨 利用骨传导恢复一定的听力
), , , 。
活 动 体会声音的两种传导途径
将振动的音叉柄置于受试者一
1.
侧颞骨乳突上,可听到音叉的响声。直
至听不到声音时,立刻迅速将音叉移近
同侧耳旁,又可听到响声。
用棉花塞住受试者的外耳道,重
2.
复“”中动作,注意结果有何不同。
1 图 颞骨乳突
将振动的音叉柄置于前额正中 3.2.3
3.
部,注意两耳所听到的声响是否相同。
用棉花塞住一侧外耳道,重复“”中动作,注意结果有何不同。
4. 3
62第三章 人体的感觉
视 窗 骨传导耳机
骨传导耳机的工作原理是将声波信号转化为不同频率的机械振动信
号,振动通过人的颅骨 耳蜗 耳蜗内液体 听觉毛细胞,引起听觉毛细
→ → →
胞兴奋,从而形成听觉。
相较于气传导耳机,骨传导耳机能在嘈杂的环境中实现清晰的声音
还原,而且振动波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。
过去这种耳机普遍用于气传导障碍的
耳聋患者,目前也被正常听觉的人使用。
骨传导耳机具有不阻塞耳道的优点,但当
其他原因,如咀嚼等引起颅骨振动时,会影
响听觉或出现漏听。长期使用骨传导耳
图 骨传导耳机
机,有些人会出现头晕、失眠等不适感,因
3.2.4
此需根据个人实际情况选用。
四、 听力障碍
听力障碍主要为耳聋 一般表现为听力下降或丧失 耳聋主要有两种 传导
, 。 :
性耳聋和神经性耳聋
。
传导性耳聋是由于外耳道阻塞 或者中耳鼓膜 听小骨损伤或发生障碍 导致
, 、 ,
声波传导受阻 而引起的听力下降或丧失 传导性耳聋可以通过特殊装置 如助
, 。 (
听器 利用骨传导恢复一定的听力
) 。
神经性耳聋是由于耳蜗 听觉中枢或与听觉有关的神经受到损伤 而引起的
、 ,
听力下降或丧失 老年性耳聋 药物中毒性 如长期使用较大剂量链霉素 耳聋
。 、 ( ) 、
某些传染病 如脑膜炎 引起的耳聋和工业生产中高强度噪声引起的耳聋等 都属
( ) ,
于神经性耳聋
。
63科学 八年级上册
视 窗 耵聍
外耳道的皮肤中有一种特化的汗腺———耵聍腺,它能分泌一种叫耵
聍的蜡状物,对外耳道有保护作用。耵聍干燥后成为固体,这就是人们常
说的耳屎。如果耵聍积留在外耳道,凝结成块,阻塞外耳道,就会影响听
力。因此,应该定期安全地清洁外耳道。
练 1. 耳由 、 、 三部分构成。
习 2. 频率低于 的次声波和高于 的超声波,不能被人
耳听到。
3. 声音的强度用分贝表示,过强的声音会使人耳感到不适,被称为噪
声。那么,究竟多大的声音才是噪声呢? 我们在有些公园中或马
路上,可以找到声强显示电子屏,正常声强以绿色显示,噪声声强
以红色显示,两者之间的声强以橙色或黄色显示。你到电子屏前
去说话、唱歌、大声喊,并记下显示的分贝数值。了解自己平时说
话、唱歌等的声强范围,看看自己在什么情况下产生噪声。
64第三章 人体的感觉
第三节 味觉与嗅觉
一、 味觉
味觉感受器大部分位于舌黏膜上 也有一些分布于口
,
腔和咽部黏膜上 被称为味蕾 每个味蕾由外面的一层支
, 。
持细胞和里面的一些味觉细胞组成 味觉细胞顶端有纤
。
毛 称为味毛 从味蕾表面的味孔伸出 感觉神经末梢细
, , 。
支包围在味觉细胞上
。
食物中的有味物质溶解在唾液中 接触到味蕾中的味
,
觉细胞后 引发的神经冲动传至大脑皮层的味觉中枢 产
, ,
生味觉 儿童的味蕾比成人的多 所以他们的味觉比成人 图 味蕾的结构
。 ,
3.3.1
灵敏 老年人的味蕾逐渐萎缩 味觉逐渐减退
。 , 。
根据味觉生理学分类 人有四种基本味觉 酸 甜 苦 咸 众多不同的味道都
, : 、 、 、 。
是由这四种基本味觉以不同的比例组合而形成的 辣味是由食物成分刺激皮肤
。 、
口腔黏膜和鼻腔黏膜等引起的一种热觉或痛觉
。
人们通常感觉吃温热的食物比吃冷的食物味道要好 这是因为味觉的敏感
。
度受温度的影响 温度在 之间 味觉的敏感度最高
, 20~30℃ , 。
另外 味觉的功能不仅是辨别不同的味道 还影响着机体对营养物摄取的
, ,
调节 例如 体液中的氯化钠显著减少的人 喜食咸味食物 动物实验也表明
。 , , 。 ,
正常大鼠的味觉能辨别 的氯化钠溶液 而切除肾上腺皮质致使血液
1∶2000 ,
中钠离子浓度降低的大鼠 可辨别 的氯化钠溶液 会主动选择含氯
, 1∶33000 ,
化钠多的饮料
。
二、 嗅觉
嗅觉感受器位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮 两侧总面积约 嗅
2
, 5cm 。
65科学 八年级上册
上皮中有嗅觉的感受细胞 其顶
,
端有几条短纤毛 称为嗅纤毛或
,
嗅毛 插在嗅上皮表面的薄层黏
,
液中 如图 所示
, 3.3.2 。
当空气中有气味的物质或
挥发性物质到达嗅上皮时 溶解
,
在嗅上皮表面的黏液中 作用于
,
图 鼻腔上部嗅上皮嗅觉感受器 嗅纤毛而刺激嗅细胞 引起神经
,
3.3.2
冲动 神经冲动传至大脑皮层
。
的嗅觉中枢 产生嗅觉 由于嗅上皮位于鼻腔上端 平静呼吸时气流不易到达 所
, 。 , ,
以在嗅一些不太明显的气味时 要用力吸气 使气流向上到达嗅上皮 当鼻腔黏
, , 。
膜充血或炎症 如感冒 而致鼻阻塞时 由于空气中有气味的物质难以到达嗅上
( ) ,
皮 嗅觉便迟钝 甚至闻不到气味 此时进食 由于闻不到食物的香味 会感到缺
, , 。 , ,
乏食欲
。
在我们的生活和工作中离不开嗅觉的帮助 例如 嗅觉可以使我们闻到食物
, :
的香味从而增进食欲 嗅觉与味觉配合 可以增强对美味佳肴的感受 并促进消化
; , ,
系统的活动 嗅觉可以帮助我们辨别已发酸或发臭变质的食物 避免食物中毒 闻
; , ;
到焦味可引起对火灾的警觉 及时发现和扑灭火苗
, 。
嗅觉具有明显的适应现象 如果一个人持续闻同样性质 同样强度的气味
。 、 ,
过一段时间后 对这种气味的感觉就会明显减弱 甚至接近消失 入芝兰之室久
, , 。“
而不闻其香 这句古语 就是对嗅觉适应的生动写照
” , 。
视 窗 为什么狗的嗅觉特别灵敏?
人的嗅觉远不如某些动物灵敏,狗的嗅觉灵敏度就远远超过人类。
研究发现,狗的嗅觉神经末梢在鼻黏膜上分布的面积是人的 倍。据测
4
量,人的嗅觉细胞一般只有 万个,而狗的嗅觉细胞竟达 亿 千万
500 2 2
个。因此,狗对气味的敏感度比人类高 倍以上,可以分辨大约 万种
40 2
不同的气味。
66第三章 人体的感觉
人们驯养了军犬、警犬,利用其嗅觉灵敏的优势,协助人类进行刑侦、
缉毒、搜爆、救援和传递信息等工作。
练
1. 人体有哪些基本味觉? 舌为什么能辨别出不同的味道?
习
2. 感冒时,为什么嗅觉会变得迟钝,甚至闻不到气味?
67科学 八年级上册
第四节 身体感觉
身体感觉主要指皮肤感觉 以及容易被忽略的肌肉 肌腱 骨骼等深部组织的
, 、 、
感觉 其中皮肤是人体面积最大 分布最广的感觉器官 皮肤内分布着多种感受
, 、 。
器 包括压力感受器 温度感受器 痛觉感受器等 能感受不同的刺激 引起触觉
, 、 、 , , 、
温度觉 痛觉等不同的感觉
、 。
一、 触觉和压觉
有些皮肤内的感受器遍布全身
,
但有些只集中于躯体的某些部位
。
例如 对精细触摸有反应的感受器位
,
于指尖 眼睑 嘴唇 舌尖和手掌真皮
、 、 、
层 手掌 手指 脚趾的皮肤内也存
。 、 、
在大量压力感受器 而对较重压力有
,
反应的感受器位于关节 肌肉和某些
、
器官内 当这些压力感受器被激发
。
时 人就会感受到相应部位受到较重
,
的压力
图 皮肤内的感受器 。
3.4.1
二、 温度觉和痛觉
冷觉和温觉合称温度觉 这源于两种感受范围不同的温度感受器 当皮肤温
, 。
度低于 时 冷感受器开始发放冲动 皮肤温度超过 时 热感受器开始发
30℃ , ; 30℃ ,
放冲动 时发放频率最高 这两种感受器主要是游离神经末梢
,47℃ 。 。
痛觉感受器也主要是游离神经末梢 几乎布满全身 不仅在皮肤 也存在于深
, , ,
部组织 如肌肉 骨膜等部位 能损伤人体的各种性质的刺激 都可引起痛觉 并
, 、 。 , ,
引发一定的防御反应 这对机体有保护意义 疼痛常常是许多疾病的症状之一
, 。 ,
68第三章 人体的感觉
因此被临床医生所重视 长期而剧烈的疼痛还伴有不愉快的情绪反应 会影响食
。 ,
欲和睡眠 必须及时使之缓解
, 。
三、 本体感觉
当我们闭上眼睛 做各种动作时 我们能准确说出肢体的位置和身体的姿势
, , 。
这主要是由于在我们的肌肉 肌腱 骨骼和关节等深部组织中存在的感受器感受到了
、 、
肢体的位置变化信息 由此产生了肢体位置和身体姿势的感觉 我们称之为本体感觉
, , 。
视 窗 前庭感觉
内耳中除耳蜗外,还有三个半规
管、椭圆囊和球囊,这三者合称为前
庭器官,是人体对自身运动状态和头
所在空间位置的感受器。
前庭器官中的椭圆囊和球囊可
感受人体在水平方向或垂直方向作 图 前庭器官
3.4.2
直线变速运动。
三个半规管的形状大致相同,但各处于三个互相垂直的平面。半规
管可感受人体任何方向的旋转运动。
练 1. 根据自身体验,说说皮肤对哪些刺激能产生感觉? 具体是一些什
习
么感觉?
2. 痛觉是身体受到伤害的警告,出现痛觉,一般应采取什么措施?
3. 取一盆热水(约 )、一盆冷水(约 )、一盆温水(约 ),
30℃ 10℃ 20℃
先将两手同时分别放入冷水和热水中持续 分钟,然后两手同时
1
放入温水中,你有什么感觉? 为什么有此感觉? 冬天摸一根铁棍,
为什么比摸同一环境下的木棒更冷呢?
69本章学到了什么
学 习 小 结
> >
D>
 1
E> >
, >>

5 > ME


+ T >

>
7 >
?>>#
C
>+> >
学 习 收 获
科学观念:理解人体通过位于眼、耳、鼻、舌、身(皮肤及深部组织)的感受器可
以感知各种环境变化,并作出相应的反应,形成生物与环境相互作用的科学观念。
科学思维:通过对眼睛的成像机制、近(远)视眼形成的机制及其矫正方法、近
视的预防等内容的学习,建立通过实验验证和推理了解生理机制的科学思维。
探究实践: 通过完成“设计能模拟近视的眼睛模型”工程设计项目,体会工程
设计的基本流程,积累工程设计中解决问题的基本经验。
态度责任:通过对人体各感觉器官结构和功能的学习,建立保护感觉器官的
积极生活态度,培养科学、健康的生活方式。
学 习 运 用
我们平时的感觉都是在大脑中形成的。 请根据本章知识归纳总结:刺激作用
于人体到大脑产生感觉,这中间经历了哪些过程?
70运 动 和 力
第四章
宇宙间的万物都是运动变化的,运动是物质的根本属性。 自然界物质运动
形式多种多样,其中最简单的运动形式是机械运动。 各类机械运动与物体间相
互作用力相联系。科学 八年级上册
第一节 机械运动
人们最初是从日月星辰的位置变化开始认识运动的 流水潺潺 落叶飘飘 鸿
, 、 、
鸟翱翔 骏马驰骋等自然界物体的运动也引起人们的关注 人们从这些自然界最
、 。
直观 最简单的常见事例中 总结出机械运动的规律
、 , 。
思 考 与 讨 论
观察下面一组照片并和同学一起讨论,这些照片展示的现象有什么共同
特点?
图 坠落而下的流星体 图 腾空而起的客机
4.1.1 4.1.2
图 奋勇争先的游泳健儿 图 快速奔跑的猎豹
4.1.3 4.1.4
72第四章 运动和力
一、 运动和静止的相对性
流星体在星空中坠落而下 飞机在跑道上腾空而起 游泳健儿在泳池里奋勇
, ,
争先 猎豹在草地上快速奔跑 这些物体都有一个共同的特点 就是它们的
, …… ,
位置在不断变化 我们把物体位置随时间的变化 叫作机械运动 简称运动
。 , , 。
机械运动是自然界最简单 最基本的运动形式 其他复杂运动形式都包含机械
、 ,
运动
。
为了判断所观察的对象是否发生位置变化 我们必须先选择一个物体作为参
,
照 再观察该对象相对于这个物体的位置是否发生了变化 这个被用来参照的物
, 。
体叫作参照物
。
运动的描述都是相对于参照物来说的 在上面的现象中 星空 跑道 泳池
。 , 、 、 、
草地分别可以作为描述流星体 飞机 游泳健儿 猎豹运动的参照物 我们平时认
、 、 、 。
为许多物体静止不动 如建筑物 树木 山峰等 这是因为我们选择了地球作为参
, 、 、 ,
照物 事实上 这些物体都跟随地球自转 同时还绕太阳公转 因此它们都是运动
, , , ,
的 自然界中的一切物体都在运动着
。 。
思 考 与 讨 论
甲、乙两位同学放学后乘同一辆公共汽车回家,甲同学先下车,车辆启动
1.
后,站在原地的甲看到车上的乙离他而去,而自己没有动,便认为自己是静止的,
对方是运动的;车上的乙看到甲离他逐渐远去,他自己没有动,也认为自己是静止
的,对方是运动的。应该怎样看待这两位同学的结论呢? 他们得出的结论是否都
有一定的根据呢?
鲁迅的小说《故乡》中有一句话:“老屋离我愈远了;故乡的山水也都渐渐
2.
远离了我。”这句话对运动的描述是以什么为参照物的?
观察坐在行驶的汽车里的人 他以地面为参照物是运动的 而以车为参照物
, ,
却是静止的 观察地面上 静止 的房屋 高山 它们以行走的人为参照物就是运
。 “ ” 、 ,
动的 如果选择不同的参照物 对同一物体的运动的描述有可能是不同的 所
。 , 。
以 运动是相对的 静止也是相对的 在研究地面上的物体的运动时 通常以与地
, , 。 ,
73科学 八年级上册
面保持相对静止的物体作为参照物
。
中 国 成 就 天舟五号货运飞船创世界最快交会对接纪录
中国空间站在距离地面约 的轨道上运行, 年 月 日
400km 2022 11 12
时 分,搭载天舟五号货运飞船的运载火箭点火发射, 时 分天舟
10 03 12 10
五号采取自主快速交会对接模式,与空间站天和核心舱后向端口成功对
接,全程仅用两个小时,创造了快速交会对接的世界纪录。图 展示
4.1.5
了天舟五号与空间站天和核心舱交会对接的情景。
空间站模拟图 交会前停泊点模拟图
天和相机 看 天舟 天舟相机 看 天和
“ ” “ ”
图 天舟五号与空间站天和核心舱交会对接
4.1.5
“快”是天舟系列货运飞船的显著特点,也是核心难点。两小时快速
交会对接技术的突破,对于中国空间站的长期在轨运营具有重大现实意
义。这不仅意味着向空间站运输货物的时间大大缩短,使运输特殊鲜活
试验品成为可能,还极大增强太空紧急救援能力。
74第四章 运动和力
二、 运动快慢的比较
人奋力奔跑的最大速度远远比不上鸵鸟奔跑的最大速度 猎豹是陆地上跑
。
得最快的动物 但比猎豹的速度更快的还有游隼 喷气式飞机 火箭等 那我们怎
, 、 、 。
么比较物体运动的快慢呢 速度的科学意义是什么呢
? ?
思 考 与 讨 论
在 游泳比赛中,各泳道运动员到达终点前,怎么比较他们的快慢? 在运
50m
动员先后到达终点后,又是怎么比较他们的快慢的?
只根据路程的长短或只根据时间的多少能否比较运动的快慢? 如果一只猎
豹在草地上 奔跑 ,一辆汽车在高速公路上 行驶 ,如何比较两
30s 750m 2h 150km
者的快慢呢?
比较物体运动的快慢 可以看相同时间内物体通过路程的长短 通过路程
, ,
长的物体运动得快 也可以看物体通过相同路程所花时间的多少 所花时间少
; ,
的物体运动得快 可见 描述运动的快慢必须同时考虑路程和时间两个
。 ,
因素
。
科学上用速度来表示物体运动的快慢 速度等于运动物体在单位时间内通过
,
的路程
。
路程
速度=
时间
通常用v表示速度s表示路程t表示时间 计算速度的公式为
, , , :
s
v=
t
速度的单位由路程 长度 单位和时间单位组合而成 在国际单位制中 路程
( ) 。 ,
用 时间用 作单位 则速度单位是 读作 米每秒 如果路程用 时间
m、 s , m/s, “ ”。 km、
用 作单位 则速度单位是 读作 千米每小时
h , km/h, “ ”。
75科学 八年级上册
列车从某站驶出 经过时间t行驶路程s 停靠另一站 在这过程中列车运动
, , , ,
的快慢是不断变化的 如果用上述速度公式来计算列车的速度 只能表示在路程
。 ,
s中或在时间t内列车运行的平均速度
。
【例题】图 所示是汽车仪表台 其中左边的仪表是汽车速度计 它的指
4.1.6 , ,
针能随时指示汽车行驶速度的大小 单位是 如果汽车在一段平直高速公
, km/h。
路上行驶 快慢保持不变 速度计指针稳定地指在刻度 上 则汽车每秒内驶过
, , 100 ,
多少路程
?
图 汽车仪表台
4.1.6
解 要回答这个问题 需先进行如下的速度单位换算
, :
× 3
v= =100 10 m .
100km/h ≈278m/s
3600s
答 汽车每秒内驶过的路程约为
27.8m。
比较物体运动的快慢 先要测出它们的速度 并换算成相同的单位 对于前
, , 。
面 思考与讨论 中的问题 设猎豹的速度为v 汽车的速度为v 根据速度公式
“ ” , 1, 2,
可以算出
:
s
v 1 750m
1=t= =25m/s
1 30s
s
v 2 150km
2=t= =75km/h≈20.8m/s
2 2h
可见 这只猎豹的平均速度比这辆汽车大 猎豹运动得快
, , 。
76第四章 运动和力
视 窗 一些事物的速度
 m/s

3×108
 
7.9×103
 
465
  
340
 
250

100

35

33

25

22

8

5

1.5
 
1.1
图 飞行中的茶隼
4.1.7
三、 匀速直线运动
日常所见的机械运动中 有些物体沿直线运动 有些物体沿曲线运动 多数
, , 。
物体的运动快慢是变化的 也有少数物体运动快慢几乎不变 我们把快慢不变且
, 。
沿直线的运动 叫作匀速直线运动 匀速直线运动是最简单的机械运动 飞机
, 。 。 、
火车 汽车等交通工具在行驶时速度时常变化 但在某一段时间内 如果速度不发
、 , ,
生明显变化 也可近似地看成匀速直线运动
, 。
在匀速直线运动中 速度v的大小是不变的 路程s与时间t成正比 根据速
, , 。
度公式 可以得到
,
s=vt
在匀速直线运动中 任何一段路程内或一段时间内的平均速度都等于匀速直
,
线运动的速度
。
77科学 八年级上册
活 动 测量自动扶梯或传送带的运行速度
去大商场或车站、码头,观察自动
扶梯(图 )或传送带的运动。它
4.1.8
们的运动可以看成匀速直线运动吗?
与同学一起讨论如何测量它们的运行
速度,需用哪些测量工具,并设计出具
体可行的测量步骤,包括安全保障措
图 自动扶梯
4.1.8
施。实际测量后写出简要的测量报
告。有兴趣的同学还可进一步测量自动扶梯上有很多人和只有少量人情
况下的运行速度,并加以比较。
中 国 成 就 中国高铁“国家名片”
自 世纪 年代以来,我国开始对高速铁路的设计建造、运营管理
20 90
的基础理论和关键技术组织开展大量的科学研究和攻关。经过几十年坚
持不懈的努力,中国高铁不仅开进了世界屋脊高寒、高原地区,实现了跨
海过桥不减速,还以“中国标准”出海,为世界高铁贡献中国方案,成为我
国制造业的一张亮丽的名片。
年 月,中国铁路启动第一次大提速,并开始高速动车组自主化
1997 4
研制探索。 年 月,“和谐号” 高速动车组在京沪高铁上
2010 12 CRH380A
运营的时速达到 千米,刷新了世界轮轨铁路正常营运编组列车最
486.1
高试验速度纪录。 年 月,“复兴号”动车组在京沪高铁上以时速
2017 9 350
千米运营,我国成为当时世界上高铁商业运营速度最高的国家。 年
2019
月,“复兴号”智能型高速动车组投入运营,中国高铁进入智能化时代。
12
年,由我国制造的印尼雅万高铁高速动车组在青岛下线,时速 千
2022 350
米的高速动车组首次走出国门(图 )。
4.1.9
自主创新的中国高铁,成为享誉世界的“国家名片”。
78第四章 运动和力
图 我国制造的印尼雅万高铁高速动车组
4.1.9
练 1. 电影《闪闪的红星》插曲中有句歌词:“小小竹排江中游,巍巍青山
习
两岸走。”上半句和下半句歌词所描述的运动情况分别以什么为参
照物?
2. 你有过登高远眺的体验吗?
在高山顶上眺望远处时会看
到四周有一圈“天地分界线”,
这就是地平线。乘坐飞机时
通过舷窗也可以看到这条“天 图 飞机的舷窗
4.1.10
地分界线”。如果飞机起飞不久还在继续爬升,你通过右边的舷窗
看到的应是图 中的哪一幅?
4.1.10
3. 大型喷气式客机脱离跑道升空时的速度为 /,如果以 /
88ms kmh
为单位,速度为多少?
4. 蜗牛的爬行速度为 -3 /,它若以此速度沿一根菜茎爬行
1.5×10 ms
,能爬行多长距离?
50s
5. 猛禽茶隼有敏锐的视觉,追捕猎物时的速度可达 / 。它若
126kmh
发现 远处草丛中有一只田鼠,以这样的速度俯冲多长时间便
35m
能使猝不及防的田鼠成为它的美餐?
79科学 八年级上册
第二节 力
古代人们在生产劳动中 通过肌肉的紧张活动逐渐形成了对力的初步认识
, 。
例如 人们在狩猎时需要依靠肌肉力量来制服野兽 在刀耕火种的年代 人们需要
, ; ,
依靠充沛的体力来开荒种地 力是在生产劳动实践中形成的概念 力反映了物体
。 ,
之间的一种相互作用
。
一、 什么是力
思 考 与 讨 论
同学们进入教室的过程中可能做的事有:推门进教室;拉开椅子准备坐下;提
起书包放在课桌上;压平课本准备预习……
你在做以上这些动作时,是否感到手臂肌肉有一定程度的紧绷? 在这过
1.
程中,门、椅子、书包、课本原先的运动状态是否发生了改变? 这说明了什么?
人能对其他物体施加力的作用,在上述事例中人是施力物体,门、椅子、书
2.
包、课本都是受力物体。那么物体与物体之间是否也存在力的作用呢? 请观察以
下一组图片(图 )。你能说出这些例子中的施力物体和受力物体吗?
4.2.1
推土机推土 牵引车拉故障车 起重机提升重物 压路机压路面
(a) (b) (c) (d)
图 物体与物体之间的作用
4.2.1
通过对以上各实例的观察和分析 我们知道生活和生产中所见到的推 拉
, 、 、
80第四章 运动和力
提 压等过程中都存在着力的作用
、 。
力是物体对物体的作用 只要发生力的作用 就一定有施力物体和受力物
。 ,
体 力不可能脱离物体而单独存在
。 。
二、 力的测量和力的单位
力是有大小的 在拉弹簧拉力器时 用较小的力难以拉开弹簧 用力越大 弹
。 , , ,
簧被拉伸得越长 图 从这个现象可以看出 力可以使物体发生形变 我们
( 4.2.2)。 , ,
可以根据弹性物体发生形变的程度来量度力的大小 由此制成各种测量力的仪
。
器 图 所示的是实验室中常用的几种测力计
, 4.2.3 。
图 拉弹簧拉力器 图 几种测力计
4.2.2 4.2.3
为了比较力的大小 必须先规定力的计量单位 国际单位制中力的计量单
, ,
位是牛顿 简称牛 符号是 这一规定是为了纪念著名的英国物理学家牛顿
, , N。 。
的力有多大 它相当于你拿起两个鸡蛋所用的力 一般用字母F表示力这
1N ? 。
个物理量 例如一名中学生静止站立时对地面的压力为 就可以表示为F
, 500N, =
500N。
活 动 用弹簧测力计测量力
在小学科学中,我们学习了弹簧测力计的使用,据此你能说出图
1.
81科学 八年级上册
所示的弹簧测力计的量程和分度值吗? 你能说
4.2.4
说使用弹簧测力计的注意事项吗?
把一根头发丝一端系在测力计的挂钩上,用力
2.
拉头发丝的另一端,同时观察测力计示数的变化,直到
把头发丝拉断,记下这时测力计的读数。这一读数表
示一根头发丝所能承受的最大拉力。这一数值与头发
丝提供者的性别、年龄以及头发丝的长度、粗细是否
有关?
图 弹簧测力
4.2.4
计的使用
科 学 家 牛顿
牛顿( , — )是英国
IsaacNewton 1643 1727
物理学家,他在剑桥大学学习和工作的 年
35
间,写下了许多著作。 — 年牛顿建立
1665 1666
了微分学和积分学,他用微积分计算和研究天
体运动规律, 年左右完成了万有引力定律
1684
的论证。他指出使行星绕太阳运动的力和使苹
果落地的力是同一性质的力。 年出版的
1687
《自然哲学的数学原理》中总结确立的运动定律
图 牛顿
奠定了经典力学的基础。随着经典力学被更多
4.2.5
的人理解、接受,它对技术的发展起了很大作用,催生了产业革命;经典力
学的成功,同时也推动着其他学科的发展。
牛顿在力学、光学、天文学和数学方面贡献卓越,给人类留下了宝贵
的财富,他也因此获得了崇高的荣誉。
82第四章 运动和力
三、 力的三要素
经验告诉我们 力除大小外 还有方
, ,
向 例如打排球时 图 用不同方
。 ( 4.2.6),
向的力扣球 球就会落在不同的地方 这
, ,
表明对物体施加不同方向的力会产生不
同的效果 此外 大小相同 方向也相同
。 , 、
的力作用在物体的不同位置 产生的效果
,
也会不同 如踢足球 打排球时 在不同的 图 运动员在扣球
, 、 , 4.2.6
击球点发力会使球产生不同的旋转效果
。
我们把力的大小 方向 作用点叫作力的三要素 对物体施加一个确定的力
、 、 。 ,
意味着力的大小 方向和作用点都是确定的
、 。
在科学研究中经常用到力的概念 分析物体的受力情况 为了便于研究 我
, 。 ,
们可以用一段带箭头的线段来表示一个力 这种表示力的方法叫作力的图示 线
, 。
段的长度表示力的大小 箭头表示力的方向 线段的起点表示力的作用点 为精确
, , ,
表示力的大小 还应在图示中注明标度 例如某人在购物时 用大小为 方向
, 。 , 15N、
与水平面成 角斜向右上方 作用在手柄A上的力F拉动小车 那如何用力的
30° 、 。
图示来表示这个拉力F呢 一般的步骤是
? :
先规定一个标度 如用 长的线段表示 的力 那么 的力应该
(1) , 1cm 5N , 15N
用 长的线段来表示
3cm 。
根据拉力的方向和作用点 用量角器和直尺 沿A点斜向右上方画出与
(2) , ,
水面成 角的直线 在直线上截取 长的一段 在线段末画上箭头
30° , 3cm , 。
在这一有向线段旁标明F
(3) =15N。
用这样的方法能把力的三要素都清楚地表示
出来 图
( 4.2.7)。
如果不需要精确地表示力的大小 就可以
,
不选定标度 不用按比例画出线段的长度 但
, ,
需要画出力的方向和作用点 这样的图叫作力
图 力的图示 ,
4.2.7
83科学 八年级上册
的示意图
。
四、 物体间力的作用是相互的
活 动 观察物体间力的作用
请两位同学分别坐在两辆滑
1.
板车上,面对面用手推对方 (图
),先由甲同学用力推乙同学,
4.2.8
预想一下将会发生什么现象。把两
辆滑板车恢复到原来位置后重做实
验。这次由乙同学用力推甲同学,预
想一下将会发生什么现象。如果甲、
图 两位同学互相推
4.2.8
乙两位同学同时用力推对方,结果又
将怎样呢? 实际做一下,看看你的预想和实验结果是否相同。这一实验
说明了什么?
如图 所示,两辆实验
2. 4.2.9
小车A 和B 放在光滑的水平桌面
上,在小车A上放一块条形磁铁,小
车B上放一块质量与磁铁相近的铁
块,使两小车靠近到一定距离时放
开,观察会发生什么现象。是磁铁吸
图 磁铁和铁块相互吸引
引铁块或是铁块吸引磁铁,还是它们 4.2.9
相互吸引而靠近? 通过实验观察你可以得出什么结论?
如图 所示,取两个量程相同的弹簧测力计,把它们的挂钩
3. 4.2.10
钩在一起,用两手分别拉住测力计的两个圆环沿水平方向往外拉,当一个
测力计的示数先后为 、 时,另一个测力计的示数分别是多大? 再重
1N2N
复做一次。
84第四章 运动和力
图 两个弹簧测力计相互拉
4.2.10
用两个力传感器替代弹簧测力计,把它们的挂钩钩在一起,两手拿
4.
着力传感器往外拉,观察计算机屏幕上所显示的两个力传感器示数的变
化情况(图 )。
4.2.11
图 两个力传感器相互拉
4.2.11
安全提示
坐上滑板车时注意平衡,以免摔倒,最好请其他同学帮忙固定好滑板
车后再坐上去。
以上活动的结果 与我们的生活经验是一致的 当你用力提起重物时 会感
, 。 ,
到重物也在往下拽你的手 这说明了物体间力的作用是相互的 也就是说力是成
, ,
对出现的 如果把手作用于重物的力叫作作用力 那么重物作用于手的力就叫作
。 ,
反作用力 由于物体间的相互作用总是同时发生的 所以不存在单个的作用力或
, ,
反作用力
。
85科学 八年级上册
思 考 与 讨 论
有的同学说施力物体本身一定也
1.
同时是受力物体,这话对吗?
如图 所示,搭载问天实验
2. 4.2.12
舱的长征五号 遥三运载火箭点火发射,
B
它是我国当时近地轨道运载能力最强的
运载火箭。你能说出火箭为什么能升
空吗?
图 火箭发射升空
4.2.12
科 学 家 “国家杰出贡献科学家”钱学森
我国在航天工程上取得的辉煌成
就,离不开钱学森( — )所作出
1911 2009
的卓越贡献,他是中国航天事业的奠
基人。
钱学森出身于一个书香世家,目睹
中华大地风雨飘摇,从小便立下了用科
学改变中国的雄伟志向。 年钱学
1934 图 钱学森
森从上海交通大学机械工程专业毕业, 4.2.13
次年赴美留学,获得航空与数学博士学位。因与导师冯·卡门教授共同
建立了“卡门 钱近似”公式,钱学森在 岁时就成为世界知名的空气动
28
力学家。同时,钱学森独立完成的学术论文使他在航空技术工程理论界
获得很高声誉。
在中华人民共和国刚成立之际,钱学森牢记幼时立下的志向,迫不及
待地想要回国效力。钱学森不畏当时美方的威逼利诱,几经辗转、历经磨
难,终于在 年回到祖国的怀抱。归国之后,钱学森迅速投身到科研
1955
工作中,组建了我国第一个火箭、导弹研究机构;指导设计了我国第一枚液
体探空火箭;作为技术总负责人,协助组织实施了我国首次“两弹结合”试
86第四章 运动和力
验;牵头组织实施了我国第一颗人造地球卫星发射任务……
钱学森不仅为中国航天打开一片广阔的天空,也为我国力学相关领
域的研究勾勒发展方向,培养领军人才。钱学森崇尚科学、报效祖国的科
学家精神,值得我们永远铭记!
资料查阅
请查阅资料,整理能体现钱学森爱国敬业、勇担责任的事迹,和同学
们交流。
练 1. 如图 所示,在甲、乙两弹簧测力计相互拉的实验中,甲、乙
4.2.14
习
两个弹簧测力计的示数分别是多少? 甲对乙的拉力的作用效果是
什么?
图 观察弹簧测力计的示数 图 比较F 和F 的大小
4.2.14 4.2.15 1 2
2. 有两个力F 、F 分别作用在A、B两 个 物体上,如图 所示,
1 2 4.2.15
你能否判断出F 和F 的大小关系?
1 2
3. 某同学用 的力F向上提起书包,试用力的图示表示F。
25N
4. 如图 所示,春游时小明坐在
4.2.16
船上用力推另一条小船,结果两船
向相反方向运动。请写出与此现象
相关的两个科学知识。
图 用力推船
4.2.16
87科学 八年级上册
第三节 几种常见的力
自然界物质相互作用的表现形式多种多样 力就其性质和作用效果来看也分
,
为多种 在日常生活中人们最常见的力有重力 摩擦力 弹力等 它们与人们的生
。 、 、 ,
活和生产劳动 与生物的生存发展有着密不可分的联系
、 。
一、 重力
思 考 与 讨 论
观察图 和图 两幅照片,想一下:为什么成熟的苹果会竖直落向
4.3.1 4.3.2
地面? 为什么跃起的滑雪运动员划过一道弧线最终也落向地面?
图 下落的苹果 图 下落的滑雪运动员
4.3.1 4.3.2
在地球表面附近失去支持的物体都会落向地面 这是由于它们都受到地球的
,
吸引作用 我们把物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力 研究表明 地球与
。 。 ,
物体之间的吸引作用也是相互的
。
88第四章 运动和力
1 重力的大小
.
我们可以用弹簧测力计来测量物体所受重力的大
小 当弹簧测力计竖直提着物体保持静止时 它的示数
。 ,
就等于物体所受的重力 如图 所示 我们用弹簧
。 4.3.3 ,
测力计来测量苹果的重力 会发现质量较大的苹果所受
,
重力也较大 那么 物体所受重力的大小与它的质量有
。 ,
什么关系呢
?
图 测量苹果的重力
4.3.3
活 动 探究物体所受重力与它的质量的关系
猜想:根据上面的测量结果,物体所受重力与它的质量的定量关系
1.
是什么? 这种关系与物质种类有关吗?
实验:用弹簧测力计逐次测出 个钩码、 个钩码、 个钩码……的
2. 1 2 3
重力,每个钩码的质量均为 ,把实验数据记录在表 中。
50g 4.3.1
表 探究重力和质量的关系
4.3.1
质量 重力 重力 质量
(kg) (N) / (N/kg)
0.05
0.10
0.15
……
讨论:由实验数据,可以得出钩码所受重力与它的质量有什么关
3.
系? 苹果所受重力和它的质量也有相同的关系吗? 如何进行验证?
大量实验表明 物体所受重力与它的质量成正比
: 。
如果用G表示重力 m表示质量 物体所受重力与它的质量的关系可用下式
, ,
表示
:
89科学 八年级上册
G=mg
式中g是一个比例系数 在国际单位制中g 表示质量为 的物体
, =9.8N/kg, 1kg
受到的重力是
9.8N。
思 考 与 讨 论
为什么电梯铭牌上都会标明限制乘员人数?
1.
你的个人健康信息档案是否记录了你的体重? 你能据此推算自己受到的
2.
重力有多大吗?
月球上的物体由于月球的吸引也会受到“重力”作用,同一物体在月球上受
3.
到的重力大约是地球上的 /。根据你的体重,假若你登上月球,将受到多大的重力?
16
2 重力的方向
.
掉落的苹果 落下的水滴等 它们的运动轨迹都沿
、 ,
着竖直方向 由静止开始下落的物体运动轨迹总是沿
。
着竖直方向 这表明任何物体所受重力的方向都是竖
,
直向下的 竖直方向就是垂直于当地的水平面的
。
方向
。
利用重力方向竖直向下的特点 在一根细绳下面
,
系一重锤做成重垂线 它可以用来检验物体的竖直情
,
况 建筑工人砌墙时可用重垂线检验墙面是否竖直 生
。 ,
活中我们可用重垂线检验橱柜壁是否竖直 图 图 重垂线
( 4.3.4)。
4.3.4
3 重心
.
物体各部分都受到重力作用 为了便于分析问题 我们可以从效果上认为整
, ,
个物体所受的重力集中作用在某一点上 这一点叫作物体的重心 物体所受重力
, 。
的作用点通常画在它的重心上
。
形状规则 质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上 均匀直棒的重心在
、 。
棒的中点 均匀方板的重心在两条对角线的交点 均匀圆球的重心在球心 它们所
, , ,
90第四章 运动和力
受重力示意图如图 所示 图中C表示重心
4.3.5 , 。
均匀直棒 均匀方板 均匀圆球
(a) (b) (c)
图 几种形状规则、质量分布均匀的物体所受重力的示意图
4.3.5
思 考 与 讨 论
物体的重心一定都在物体上吗? 你能举例说明吗?
1.
物体的形状发生改变(如将橡皮泥捏成不同形状)时,它的重心位置会发
2.
生改变吗?
视 窗 比萨斜塔
意大利比萨斜塔是比萨大教堂的一座独立
式钟楼,塔高约 ,倾斜角度约 ,始建于
54m 4°
年,是意大利知名景点。相传 年,著
1174 1590
名的意大利科学家伽利略曾在斜塔上做过轻重
不同的铅球同时落地的实验,从此人们记住了伽
利略和壮观且斜而不倒的比萨斜塔。
在最初的设计中比萨斜塔实际上是一幢竖
直建筑,但是在建造初期开始倾斜。地基上的钟
楼塔身又重又高,而地基仅 深,地基下的土
3m
层又比较特殊,由此造成了塔身的不均衡下沉。
图 比萨斜塔
4.3.6
比萨斜塔所在地区至少发生过 次强烈地震,但
4
它仍屹立不倒,造成塔身倾斜的土壤另一方面又能降低塔摇晃的剧烈程
度,使之在地震中幸存下来。
91科学 八年级上册
目前,比萨斜塔有超过 个传感器监测其“健康状态”,同时控制登
100
塔的游客数量,以保护这一世界文化遗产。
二、 摩擦力
1 影响摩擦力大小的因素
.
人们为什么在地面上能行走自如 而在冰面上
,
行走时很容易滑倒 汽车为什么在平坦路面上能
?
正常行驶 而在雪地上即使把车轮转得飞快也不
,
动 只有在轮胎上装防滑链 图 才能开动起
, ( 4.3.7)
来 原来这些现象都与摩擦有关
。 。 图 汽车轮胎上的防滑链
4.3.7
学 生 实 验 探究影响摩擦力大小的因素
实验目的
探究影响摩擦力大小的因素。
提出问题
物体间摩擦力的大小与哪些因素有关?
假设猜测
根据生活经验我们知道,物体与接触面间的运动情况不同,摩擦力的
类型也会不同,你认为有哪些类型的摩擦力? 摩擦力大小与物体间压力
大小、接触面的粗糙程度有什么关系?
规划方案
影响摩擦力大小的因素可能有多个,应该如何进行探究?
1.
如何改变物体所受到的摩擦力的类型? 如何测量物体所受到的摩
2.
擦力的大小?
92第四章 运动和力
研究中需要记录哪些数据? 设计出数据记录表。完成后,与表
3.
比较,如有不同,请找出原因。
4.3.2
设计实验
所需器材:长木板、木块、弹簧测力
计、砝码、棉布、毛巾、圆柱形铅笔(若干
支)。实验装置如图 所示。
4.3.8
所提供的各实验器材的作用是 图 探究影响摩擦力大小的
1. 4.3.8
因素实验装置
什么?
在图 中,需要使物体保持什么状态来测量它所受到的摩
2. 4.3.8
擦力?
如何改变实验条件,获得多组实验数据?
3.
实验步骤
在水平面上放一长木板,将木块放在长木板上。用弹簧测力计沿水
1.
平方向拉着木块,使木块保持静止。逐渐增大对木块的拉力,观察弹簧测力
计示数的变化,记下木块刚被拉动时弹簧测力计的示数,填入表 中。
4.3.2
表 探究影响摩擦力大小的因素实验记录表
4.3.2
木块静止 木块匀速运动
滑动变
为滚动
实验 将木块直接放在木板上 在木板上铺材料
木块刚被
情形
加 加 放上
拉动时
无砝码 100g 200g 铺上棉布 铺上毛巾
砝码 砝码 铅笔
弹簧测力
计示数/
N
观察并记下木块被匀速拉动时弹簧测力计的示数。
2.
在木块上依次放上 和 砝码,观察并记下木块被匀速拉
3. 100g 200g
动时弹簧测力计的示数。
取下木块,在木板上依次铺上棉布、毛巾,再放上木块,观察并记下
4.
木块(不加砝码)被匀速拉动时弹簧测力计的示数。
93科学 八年级上册
在木块与长木板之间平行地放若干支圆柱形铅笔,观察并记下木
5.
块被匀速拉动时弹簧测力计的示数。
整理实验器材。
6.
获得结论
交流反思
木块刚被拉动时的摩擦力与被匀速拉动时的摩擦力哪个大?
1.
根据实验结论,交流分享生产生活中利用和防范摩擦的例子。
2.
2 静摩擦与滑动摩擦
.
通过以上实验探究 我们可以发现 在木块被拉动之前 木块与长木板的接触
, , ,
面间存在着一种阻碍它们相对运动趋势的摩擦 这种摩擦叫作静摩擦 静摩擦对
, 。
人和动物的生活和生存至关重要 人能走路 取物 动物能奔跑 攀援 车辆能起
。 、 , 、 ,
动 等等 都利用了静摩擦
, , 。
当一个物体在另一个物体表面发生滑动时 接触面间产生阻碍它们相对运动
,
的摩擦 这种摩擦叫作滑动摩擦 滑雪运动员在滑雪时 滑雪板和雪面间的摩擦
, 。 ,
就是滑动摩擦
。
图 手与瓶子之间存在静摩擦 图 滑雪板与雪面之间存在
4.3.9 4.3.10
滑动摩擦
94第四章 运动和力
滑动摩擦力的大小与接触面间的压力以及接触面的粗
糙程度有关 压力越大 接触面越粗糙 滑动摩擦力就越大
。 , , 。
在压力相同的情况下 把滑动变为滚动将会使摩擦
,
力减小 这就是许多机械的转动部分都要配置滚珠轴承
,
图 的原因
( 4.3.11) 。
图 滚珠轴承
4.3.11
3 增大摩擦和减小摩擦
.
思 考 与 讨 论
观察以下一组照片(图 ),讨论图注中提出的问题。
4.3.12
为什么长臂猿能 为什么磁悬浮列车需要 悬浮 起来运行
(a) (b) “ ” ?
攀援在树枝上
?
为什么在自行车链 为什么体操运动员在手上涂镁粉
(c) (d) ?
条上滴润滑油
?
图 增大摩擦或减小摩擦的实例
4.3.12
根据自己的经验和了解的情况,你还能举出哪些增大摩擦或减小摩擦的实例?
95科学 八年级上册
摩擦几乎无处不在 生产生活中有时需要增大摩擦 有时需要减小摩擦 为
, , 。
增大摩擦 可采用增大接触面间的压力 增加接触面的粗糙程度等方法 为减小摩
, 、 ;
擦 在不能改变压力的情况下 可采用在接触面间滴润滑油 使物体间的摩擦面不
, , 、
发生直接接触 把滑动改为滚动等方法
、 。
视 窗 流体阻力
物体在流体(液体和气体)中运动时所受到的阻碍其运动的力,叫作
流体阻力。这种阻力的大小与运动物体的形状、正截面面积、相对于流体
的速度以及流体的性质有关。经过长期演化和自然选择,生活在海洋中
的动物大多有流线型的体形和特殊的体表,如鲨鱼(图 )等,这样能
4.3.13
够减小游动时躯干所受到的海水阻力。为了节约能源,减小阻力,提高速
度,人们设计的高速核潜艇就模仿了鱼的体形(图 )。
4.3.14
图 鲨鱼 图 核潜艇
4.3.13 4.3.14
另一方面,我们的生产生活中以及自然界利用空气阻力的例子也很
多。飞船返回舱在返回地面的过程中,一般都利用降落伞来减小其着陆速
度(图 );蒲公英成熟的果实依靠上端的冠毛随风飞扬(图 ),
4.3.15 4.3.16
飘落到离母株更远的地方繁衍。
图 飞船返回舱降落 图 蒲公英的果实随风飞扬
4.3.15 4.3.16
96第四章 运动和力
三、 弹力
活 动 感受物体的形变与弹力
用两手握住一把钢尺的两端,用力使它发生弯曲(图 ),你
1. 4.3.17
是否感到尺子对两手有一个反抗弯曲的力? 如果尺子弯曲得越厉害,这
个力如何变化?
图 钢尺发生形变 图 橡皮筋发生形变
4.3.17 4.3.18
把拇指和食指套在一 根 橡 皮 筋里,用力使橡皮筋伸长(图
2.
),这时你是否感到橡皮筋对手指有一个反抗伸长的力? 如果橡皮
4.3.18
筋拉伸得越长,这个力如何变化?
物体形状的变化叫作形变 物体受到力的作用时会发生形变 如果撤去力后
, 。
物体能恢复原状 则这样的形变叫作弹性形变 如钢尺的形变 弹簧的形变等 如
, , 、 。
果撤去力后 物体不能恢复原状 则这样的形变叫作范性形变 如橡皮泥的形变
, , , 、
面条的形变等
。
发生弹性形变的物体 会对引起形变的物体产生力的作用 这种力叫作弹力
, , 。
放在桌上的书本所受到的桌面支持力 用绳悬挂起来的物体所受到的绳子拉力 实
, ,
际上都属于弹力 只不过桌面和绳子的形变都很微小 我们没有察觉出来 在弹性限
, , 。
度内 物体的形变量越大 产生的弹力就越大 弹簧测力计就是利用这个原理制成的
, , , 。
弹力的方向总是指向形变物体恢复原状的方向 在图 中 由于钢尺
。 4.3.17 ,
97科学 八年级上册
发生了弹性形变 它就对手施加了弹力 弹力的方向指向钢尺恢复原状的方向
, , 。
思 考 与 讨 论
如图 所示,射箭时弓发生了什么形变? 箭未射出的情况下弓所施
1. 4.3.19
加的弹力通过弓弦作用在哪里? 当手放开时,箭在什么力的作用下飞出?
图 弯弓射箭 图 载重货车
4.3.19 4.3.20
如图 所示,载 重 货 车对路面有很大的压力,这一压力属于弹力吗?
2. 4.3.20
它是如何产生的? 说出它的施力物体和受力物体。
练
1.试用力的图示画出质量为 的铁球所受的重力。
2kg
习
2.当流星体的运动轨道接近地球轨道时,为什么其中有些会越来越
靠近地球? 它们进入地球大气层后为什么会发出耀眼的光芒而后
又很快消失?
3.举例说明自行车上增大摩擦和减少摩擦的设计。
4.把钢尺放在两支铅笔上,在钢尺的中
央放一个砝码,钢尺发生了弹性形变
(图 )。画出钢尺对砝码的弹力
4.3.21
图 砝码压弯钢尺
的示意图。
4.3.21
98第四章 运动和力
第四节 运动与力
物体的运动多种多样 运动轨迹可以沿直线 也可以沿曲线 运动速度可以时
: , ;
快时慢 物体为什么会产生不同的运动呢 力对物体的运动有什么影响呢
。 ? ?
一、 牛顿第一定律
物体运动的原因是什么 人们最直接的经验是 物体只有在力的作用下才会
? :
运动 如静止在足球场上的足球 被运动员踢到 它就运动起来 这个单凭经验得
, , , 。
到的结论可靠吗 我们通过活动来进行研究
? 。
活 动 观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动
在斜面顶端静止释放
1.
小车,小车沿斜面向下运动(图
),到达底端后沿着铺有
4.4.1
毛巾的水平长木板继续向前运
动一段距离,记下小车停下的 图 小车从斜面的同一位置滑下
4.4.1
位置。
取下长木板上的毛巾,换铺一块棉布,在斜面顶端同一位置静止释
2.
放小车,记下小车在棉布上停下的位置。这一位置与小车在毛巾上停下
的位置相同吗?
取下长木板上的棉布,在斜面顶端同一位置静止释放小车,观察小
3.
车在长木板上的运动情况。
讨论
在长木板上铺毛巾、棉布,改变了什么因素?
1.
如果长木板足够长,且表面非常光滑,小车又会如何运动?
2.
99科学 八年级上册
从活动中可以看出 在斜面倾斜程度和小车
,
释放位置相同的条件下 小车在光滑木板上运动
,
距离最远 在铺有毛巾的木板上运动距离最短 图
, (
而在水平木板上铺棉布 毛巾的目的是使
4.4.2), 、
小车受到的阻力大小不同 由结果可知 物体运
。 ,
动距离的远近与物体所受阻力有关 所受阻力越
,
小 物体运动距离就越远
, 。
早在 世纪 意大利科学家伽利略就对运动
图 小车在不同材料的地 17 ,
4.4.2
面上的运动距离不同 和力的关系进行了研究 他根据运动物体受到的
,
阻力越小 速度就减小得越慢 运动时间就越长的
, ,
经验事实 得出一个重要的推论 如果运动的物体不受任何阻力 则它将保持原来
, : ,
的速度不变 一直运动下去
, 。
当然 这是一种理想情况 实际上我们不可能消除一切阻力 伽利略对运动物
, , ,
体不受力时的运动特征的分析 是对经验事实加以合理的逻辑分析而获得的 伽
, ,
利略的这种研究方法被称为 理想实验法
“ ”。
英国物理学家牛顿在伽利略等人的研究基础上 总结概括出一条重要的运动
,
定律 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 除非有
——— : ,
作用在它上面的力迫使它改变这种状态
。
二、 惯性
由牛顿第一定律可知 运动的物体在不受外力时将保持自己原有速度一直运
:
动下去 静止的物体在不受外力时将保持自己的静止状态 物体保持静止状态或
; 。
匀速直线运动状态的性质称为惯性
。
一切物体都有惯性 无论是运动还是静止 物体都有保持自己运动状态不变
, ,
的 本领 或 能力 当物体运动状态发生改变时 人们能够感受到物体抵抗运动
“ ” “ ”。 ,
状态改变的这种 能力
“ ”。
下面我们来观察一些物体的惯性现象
。
100第四章 运动和力
活 动 观察惯性现象
图 展示的是发生在短时间内的三个瞬间情景。图()展示
1. 4.4.3 a
了一枚硬币静止在杯口卡纸上;图()展示了用手指沿水平方向弹卡纸;
b
图()展示了卡纸飞出后硬币落入杯中。请你演示一下,并解释所发生的
c
现象。
(a) (b) (c)
图 观察硬币的运动情况
4.4.3
如图 所示,在静止的小车上竖直放置一块木块。如图()所
2. 4.4.4 a
示,如果静止的小车突然被推动,木块会向后倾倒;如图()所示,如果运
b
动的小车突然被止动,木块会向前倾倒。请你将文具盒作为小车、将橡皮
作为木块,模拟图中情形,并解释所发生的现象。你能联想到生活中类似
的现象吗?
   
a    b  
图 木块向不同方向倾倒
4.4.4
在图 中 硬币原来静止在卡纸上 卡纸因受到手指的力而飞出 硬币落入
4.4.3 , , ,
101科学 八年级上册
杯中 硬币具有惯性 要保持原来的静止状态 一旦失去卡纸的支撑就落入杯中
。 , , 。
这里卡纸的惯性表现在两方面 一是卡纸最初静止 受力弹动才开始运动 二是运动
: , ;
的卡纸离开手指后由于惯性会保持运动状态 从而飞离杯口
, 。
在生活中惯性现象很常见 行驶的汽车在踩下刹车后由于惯性还会继续前
。
行 汽车突然起动时 车内乘客会后仰 而汽车在行驶中突然刹车制动时 乘客会
; , , ,
前倾 这些都是物体惯性的表现
。 。
生活中我们有时会利用物体的惯性 如跳远运动员在快速助跑后腾空跃起
, ,
利用惯性在空中继续前进 以提高成绩 图 有时要防止因惯性造成的危
, ( 4.4.5);
害 如为避免汽车在高速公路上发生追尾事故 法律对车速和车距都有明确的规
, ,
定 在高速公路的一些路段还设有车距确认标志牌 图
, ( 4.4.6)。
图 跳远运动员腾空向前 图 车距确认标志牌
4.4.5 4.4.6
思 考 与 讨 论
《中华人民共和国道路交通安全
1.
法》规定:“机动车行驶时,驾驶人、乘坐
人员应当按规定使用安全带。”你能说说
这条交规所蕴含的科学原理吗?
在匀速直线行驶的列车上,若乘
图 后排乘客系着安全带 2.
4.4.7
客竖直向上抛出一个苹果,苹果落下时,
会落在什么位置? 是落在人的前方还是后方,或是人的手中,或者无法确定落点?
102第四章 运动和力
三、 力是改变物体运动状态的原因
描述物体运动状态的一个重要物理量是速度 物体运动速度的大小可能发生
,
变化 速度的方向也可能发生变化
, 。
放在桌上的小车 为使它从静止开始运动 必须用力拉或推它 为使运动的小
, , ;
车运动速度增大 可以施加与其运动方向相同的力 为使运动小车速度减小 可以
, ; ,
施加与其运动方向相反的力 一般情况下 运动物体的速度越来越慢 这是因为
。 , ,
它受到与其运动方向相反的摩擦力和空气阻力的作用
。
如图 所示 在光滑水平桌面上运动的钢
4.4.8 ,
珠 在不受其他外力作用的条件下 会沿直线从A A B
, ,
点运动到B点 若在其原先运动轨迹的下方放置一 N
; C
S
块条形磁铁 钢珠就会向磁铁方向偏转 钢珠的运
, ,
动方向发生改变 这是因为钢珠受到与其运动方向 图 磁铁的吸引力使钢珠
, 4.4.8
改变运动方向
不同的磁铁吸引力
。
要使物体运动速度的大小或方向发生变化 必须对物体施加力的作用 物体
, 。
速度大小的变化或方向的变化 称为物体运动状态的改变
, 。
子弹在枪膛里受爆炸气体的压力而射出 射出的子弹不再受到推力的作用 继续
, ,
向前飞行 这说明物体维持运动状态不需要外力的作用 改变运动状态才需要外力
。 ,
的作用 也就是说力不是维持物体运动状态的原因 而是改变物体运动状态的原因
, , 。
我们在使用弹簧测力计时 已经知道力能使物体发生形变 现在又知道力能
, ,
改变物体的运动状态 这两个方面都是力的作用效果
。 。
视 窗 曲线运动
物体运动轨迹是曲线的运动,叫作曲线运动。曲线运动是自然界里
普遍存在的机械运动形式。
如图 所示的喷灌装置正在喷水以养护绿地,可以看到从喷嘴斜
4.4.9
向上喷出的水的轨迹发生了弯曲,也就是说喷出的水在做曲线运动。其实
103科学 八年级上册
物体做曲线运动是有条件的,即物体
具有初速度,同时受到一个与初速度
方向不同的力的作用。水刚被喷出
时的速度方向是斜向上的,而其受到
的重力是竖直向下的,水不断地被重
力“拉向”地面,从而做曲线运动。实
际上,投出去的篮球、推出去的铅球
图 喷灌绿地
等抛射体的运动特点都是这样,它们 4.4.9
的运动轨迹都是曲线。
练 1. 试举出生活中常见的利用惯性的实例。
习 2. 在乘坐列车时,若发现放在桌上的一个苹果突然向列车前进方向
滚动起来,这表明列车的运动状态发生了怎样的变化?
3. 有人说:骑自行车时如果不用力蹬车,自行车就会慢下来,所以自
行车的运动必须依靠力来维持。这个说法是否正确?
4. 关于运动和力的关系,请判断下列各说法是否正确,并说明理由。
() 如果物体没有受到力的作用,它一定会保持静止状态。
1
() 物体做匀速直线运动是需要力来维持的。
2
() 如果物体运动速度发生改变,它就一定受到力的作用。
3
5. 汽车发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时不能立即停
止。司机从看到情况到操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时
间叫作反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,这
段距离叫作反应距离。从操纵制动器刹车到车停下来,汽车还要
前进一段距离,这段距离叫作制动距离。据此分析以下问题:
() 超速、超载对反应距离和制动距离各有什么影响?
1
() 为什么高速公路在大雾天气、冰雪天气需要关闭?
2
104第四章 运动和力
第五节 二力平衡的条件
自然界中 物体的运动与受力情况大多是很复杂的 物体受到两个力的作
, ,
用而处于平衡状态是一种最简单的情形 这种平衡状态对我们研究物体的运
。
动十分重要
。
一、 平衡状态
要改变物体的运动状态 必须有力作用在物体上 反过来 是不是有力作用在
, ; ,
物体上 物体的运动状态就一定改变呢
, ?
如图 所示 无人机受到重力和空气的作用力 悬停在空中 保持静
4.5.1 , , ,
止 如图 所示 轮船在竖直方向上受到重力和浮力 在水平方向上还受到
; 4.5.2 , ,
牵引力和阻力 在这四个力的共同作用下沿直线匀速航行 这里无人机和轮船
, 。
在受到多个力的情况下 运动状态不发生改变 生活中还有许多这样的实例
, , 。
图 无人机在空中悬停 图 轮船在水面上匀速航行
4.5.1 4.5.2
如果物体保持静止或做匀速直线运动 其运动状态不改变 我们就说物体处
, ,
于平衡状态 物体在平衡状态下所受的力 称为平衡力 如果物体在两个力作用
。 , 。
下处于平衡状态 我们就说这两个力相互平衡 即二力平衡 这两个力就是一对平
, , ,
衡力
。
105科学 八年级上册
二、 二力平衡的条件
两个力需满足什么条件才会相互平衡呢
?
活 动 探究二力平衡的条件
在一块正方形纸板两个对角
位置分别打上小孔A和B,并在
A和B间画一条对角线。用两
根细绳分别穿过A和B,系在弹
簧测力计的挂钩上。活动时,一
图 探究二力平衡的条件
4.5.3
位同学按住纸板,另两位同学各
拉住一个弹簧测力计,对纸板施加方向相反的力,如图 所示,拉力
4.5.3
大小保持相等;当按住纸板的同学放开手后,观察纸板是静止还是运动。
两位同学用力使得纸板再次静止,观察两个力的方向与前次实验有何
不同。
研究表明 对于作用在一个物体上的两个力 如果大小相
, ,
等 方向相反 作用在同一条直线上 这两个力就相互平衡
、 、 , 。
当物体所受的力不满足平衡条件时 物体的运动状态
,
将发生变化 如在图 中 可以通过改变螺旋桨的转
。 4.5.1 ,
动情况来控制无人机的飞行状态 在图 中 通过改
; 4.5.2 ,
变轮船的牵引力来使它加速 减速和改变航向
、 。
实际上 平衡状态是机械运动的一种特殊情况 一般
, 。
而言 自然界中的万物都处在变化之中 但又在一定程度
, ,
上保持稳定和平衡 如图 所示 平衡木运动员在完
。 4.5.4 ,
成一连串的舞蹈与翻腾动作的过程中 运动状态在不断变
,
化 只在很短的时间内保持平衡状态 图 平衡木运动员
, 。 4.5.4
106第四章 运动和力
三、 二力平衡条件的应用
活 动 寻找物体的重心
用一支圆柱形铅笔作支柱,如图 所示,当直尺不偏不倚地在
1. 4.5.5
水平方向保持静止时,直尺与铅笔交接处的中点即为直尺的重心位置。
图 寻找直尺的重心 图 用悬挂法寻找薄板的重心
4.5.5 4.5.6
对于形状不规则的薄板, 可通过悬挂的方法找到其重心。先通过
2.
薄板上任一点(记为A)用绳子将其悬吊起来,用铅笔沿悬绳的方向画一
条直线AB;再选择薄板上另外一点(记为D),用绳子再次将其悬吊起来,
用铅笔沿此时悬绳方向画一条直线DE;直线AB和DE的交点C,就是
薄板的重心,如图 所示。
4.5.6
在上面的活动 中 直尺受到自身的重力和铅笔对它的支持力 处于二力平
1 , ,
衡状态 两个力的方向在同一条直线上 铅笔对直尺的支持力的方向通过直尺的
, ,
重心 由于尺子很薄 其重心位置可以认为在直尺与铅笔交接处的中点 同样的
, , 。
道理 在活动 中 薄板的重心总是在悬挂薄板的竖直线上 两次所画竖直线的交
, 2 , ,
点 即为薄板的重心位置
, 。
在生产生活和科学实验中 我们经常应用二力平衡的条件 由已知力的大小
, ,
来确定与之平衡的另一个力的大小 例如 放在桌面上的课本 桌面对它的支持
。 , ,
力的大小等于它所受重力的大小 起重机用悬绳匀速吊起货物 竖直悬绳对货物
; ,
107科学 八年级上册
的拉力的大小等于货物所受重力的大小 在一段平直轨道上匀速运动的高速列
;
车 水平方向上所受牵引力的大小等于空气与铁轨对它的阻力的大小
, 。
用弹簧测力计测量物体的重力时 我们要让物体处于静止状态 这时物体
, ,
所受的重力与弹簧测力计对它的拉力为一对平衡力 两者大小相等 因此我们
, ,
就可以通过弹簧测力计的示数很方便地得出重力的大小 在 探究影响摩擦力
。 “
大小的因素 实验中 当木块保持静止或被匀速拉动时 弹簧测力计对木块的水
” , ,
平拉力与木块所受摩擦力平衡 这时弹簧测力计的示数就等于木块所受摩擦力
,
的大小
。
视 窗 空间站里的失重现象
在空间站里生活和工作
的航天员都呈飘浮状态(图
)。他们既不会下落也
4.5.7
不会上升,完全感受不到重力
的作用,这种现象被称为失重
现象。物体失重时,在空间站
内的航天员看到物体处于平
衡状态,而在地球上的观察者
图 空间站内的中国航天员呈飘浮状态
4.5.7
认为物体仍受到地球引力,这
时地球引力的作用使它们沿圆形轨道运动。如果航天员在空间站里用弹
簧测力计测量物体受到的重力,则弹簧测力计的弹簧不会被拉长,指针示
数始终为零。
空间站里的一切物体都处于失重状态,航天员为了工作方便要用尼
龙扣把自己固定在座椅上,这样才能观察仪表,从事各项操作;喝水时要
用吸管把水吸到口中,然后吞咽下去,不会像在地面上那样,含在口里
的水一不留神就会自动流下去;睡觉时要使用固定在舱壁上的睡袋,
还要拉上拉链,以免入睡后飘浮起来与舱内其他器件发生碰撞。
108第四章 运动和力
练 1. 一物体受到一对平衡力作用,在做匀速直线运动,如果这对平衡力
习
突然消失,你认为该物体将如何运动?
2. 起重机吊起重物,重物所受重力大小为G,当重物在空中依次保持
静止、匀速下落、匀速上升时,起重机吊绳对重物的拉力分别为
多少?
3. 如图 所示,一枚硬币稳稳立在匀速行驶的高铁的窗台上,这
4.5.8
时硬币受到哪些力的作用? 这些力之间有什么关系?
图 高铁窗台上站立的硬币 图 筷子提米
4.5.8 4.5.9
4. 探究影响“筷子提米”的因素。取一 个 开口的轻质容器(如塑料瓶、
纸杯等),装上一定量的大米,将一根筷子插入其中,按压米粒后,
试着用筷子将容器提起来,如图 所示。换用不同的容器、不
4.5.9
同量的大米和不同的筷子(或木棒),探究影响筷子提米的可能因
素有哪些。
109本章学到了什么
学 习 小 结
&' 'K,*
D 
 
E
 
s D  >+
v=—
t

* 
   > F  
 2 
 'M0    


E 
v≠0 = 
,3
 ' 
D 
'  
+D *
v=0   +
L ' 
.

*%
学 习 收 获
科学观念:通过描述运动、认识力、了解物体运动和受力之间的关系,加深对
运动和相互作用的理解,提升对科学本质的认识。
科学思维:从运动中抽象出匀速直线运动模型,基于生活现象和实验得出重
力、摩擦力、弹力的概念,运用分析和综合得出牛顿第一定律、二力平衡的条件等,
发展科学思维能力。
探究实践:经历“探究影响摩擦力大小的因素”的学生实验,深化对科学探究
中“问题”和“证据”的认识,通过不同条件下摩擦形式的改变认识“稳定与变化”的
跨学科观念。
态度责任:通过展现天舟飞船与天和核心舱交会对接、中国高铁“国家名片”
等中国成就资料,对祖国的科技发展感到由衷的自豪;通过了解科学家钱学森的
事迹,体会到科学家精神的力量。
110学 习 运 用
1. 唐代大诗人李白有首诗:“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。 两岸猿声
啼不住,轻舟已过万重山。”找出诗中每一句所涉及的科学现象,试写出相关的科
学知识。
2. 用传感器探究影响摩擦力大小的因素。
(1) 实验器材:力传感器、数据采集器、计算机、长木板、木块、砝码、细绳等。
查询资料,学习力传感器的操作方法,学习数字化信息系统(DIS)专用软件的
使用。 根据所提供的实验器材,制定实验方案,包括规划方案、设计实验、实验步
骤、获得结论等环节。
(2) 利用上述实验器材,可以采用如下两种操作方式测量木块与长木板间的
滑动摩擦力大小:图(a)中,用手拉动木块,使之在长木板上匀速滑动;图(b)中,保
持木块不动,移动其下面的长木板。 你认为哪一种操作方式实验效果更好,说说
你的理由。
a 匀速拉动木块 b 移动木块下的长木板
() ()
第2题图 用传感器探究影响摩擦力大小的因素
工程设计与项目实施 用水火箭发射降落伞
项目背景
一次性使用的运载火箭发射成本很高。人们如果成功掌握火箭箭体
回收和重复使用的技术,可节省大量宇航发射成本。随着我国载人登月、
深空探测规划的实施,我们需要不断提高运载火箭的发射效率。
111项目任务
设计箭体。设计制作一个利用喷出的水和空气作为动力的水火箭。
1.
设计降落伞。设计制作一个能回收水火箭箭体的降落伞。
2.
发射水火箭。根据降落伞的滞空时间和落地点离发射位置的距离
3.
评价项目成果。
关键环节
查阅资料。收集该项目已有的设计方案、活动场景和实施效果等
1.
方面的文本资料和视频资料,确定自己的项目设计框架。
设计结构。根据现有的工程限制条件,设计合适的箭头(含降落
2.
伞)、箭体、尾翼、喷嘴,确定它们的材料、形状、尺寸等,画出结构示意图。










 
降落伞、水火箭示意图及发射架实物图
准备材料。根据节约、环保的原则,列出项目制作所需的材料
3.
清单。
成员分工。根据个人设计方案的相似性和互补性,组建项目小组,
4.
确定每位成员的主要任务,撰写项目安全确认书和项目活动日志。
分项目实验。分降落伞和水火箭两个项目实验小组,进行实地测
5.
试,记录实验效果。
112测试改进。将降落伞连接在水火箭的箭体上,确定箭体内气压的
6.
控制方法,测试发射是否稳定,注意水火箭在返回过程中降落伞是否打开、
降落伞是否飘移等问题。根据项目成品的测试效果进行改进。
交流评价。在老师指导下,以班级为单位开展项目的集中展示和
7.
比赛活动,并请各项目小组分享交流设计、制作和测试等过程中的成功经
验和感受。
拓展思考
通过项目实施,你认为哪些因素对项目效果的影响较大? 由此说
1.
说你对优化工程设计的认识。
为提高水火箭竖直发射的高度,如何建立数学模型来研究空气与
2.
水的最优比例问题?
根据项目实施经验,设计制作一个“鸡蛋高空下落缓降装置”,画出
3.
装置结构图,并制定用来评价该装置的设计和制作质量的指标。
113压 力 压 强
第五章
人们在生活和生产实践中逐渐认识了物体间的挤压作用,从而形成了压力
和压强的概念,并将增大和减小压强的方法加以应用。第五章 压力 压强
第一节 压强
啄木鸟有很尖的喙 图 像一把凿子 能凿出树洞 吃到虫子 挖掘机
( 5.1.1), , , 。
有很宽的履带 便于在松软的泥土上行驶 还有很尖的铲斗斗齿 便于挖开坚硬的
, , ,
砂石 图 这些现象都与压力的作用效果有关 那么 什么是压力呢 压
( 5.1.2)。 。 , ?
力的作用效果又与哪些因素有关呢
?
图 啄木鸟 图 挖掘机
5.1.1 5.1.2
一、 压力
在 抖杆 的杂技表演中 演员对杆有挤压的力 使得杆向下发生弯曲 我们可
“ ” , , ,
以从杆的弯曲形状推测这个作用力与杆垂直 图 类似现象还有很多 如
( 5.1.3)。 ,
课本放在桌子上 对桌面有一个向下挤压的力 人站在地面上 对地面有一个向下
, ; ,
挤压的力 用手指按墙上的图钉 图 图钉对墙面也有一个指向墙里的挤压的
; ( 5.1.4),
力 课本对桌面 人对地面以及图钉对墙面的作用力都垂直压在它们的接触面上
。 、 。
通常我们把这种垂直作用在物体表面上的力叫作压力 压力可以使物体发
。
生形变
。
在 抖杆 表演中 压杆的运动员越多 对杆的压力越大 杆就弯曲得越厉害
“ ” , , , ,
可见作用在物体上的压力越大 压力的作用效果就越明显 用手按图钉时 如果
, 。 ,
图钉钉尖变钝 图钉就很难被按进墙壁 这说明压力的作用效果还与受力面积
, ,
有关
。
115科学 八年级上册
图 杂技“抖杆”表演 图 手按图钉
5.1.3 5.1.4
活 动 体验压力的作用
从文具盒中取出一支一头削尖的铅
笔,用左右手食指顶着铅笔的两端,这时两
个手指都受到铅笔的压力,压力的方向与
手指表面垂直,如图 所示。当用力
5.1.5
顶铅笔两端时,两手指的感觉有什么不同?
图 用左右手食指顶铅笔
原因是什么?
5.1.5
安全提示
铅笔笔头不宜削得太尖。
二、 压强
活 动 比较压力的作用效果
参照图 ,先把小铁桌直接放在玻璃器皿内的沙子上面,如图()
5.1.6 a
所示;再在桌面上轻轻放上一个铁砝码,如图()所示;然后将小桌翻过
b
来,桌面朝下,并将铁砝码放在上面,如图()所示。注意观察这三种情
c
况下桌子陷入沙中的深浅。
116第五章 压力 压强
想一想:如何根据上面的现象比较压力的作用效果? 由此你能得出
什么结论?
(a) (b) (c)
图 比较压力的作用效果
5.1.6
安全提示
取放铁砝码时注意安全,避免掉落伤人。
上述现象表明 压力的作用效果不仅与压力的大小有关 而且与物体的受力
: ,
面积有关 因此 比较压力的作用效果应该比较单位面积上受到的压力大小 与
。 , 。
比较物体运动快慢时引入 速度 的概念类似 这里我们需要引入 压强 的概念
“ ” , “ ” 。
物体单位面积上受到的压力大小叫作压强 用p表示压强 F表示压力S
。 , ,
表示受力面积 则压强的计算公式
, :
F
p=
S
在国际单位制中 力的单位是 面积的单位是 压强的单位就是
2 2
, N, m , N/m ,
读作 牛顿每平方米 它还有一个专门的名称 叫作帕斯卡 简称帕 用符号
“ ”。 , , , Pa
表示
2
。1Pa=1N/m 。
是一个很小的单位 两张 纸平放时对桌面的压强约等于 通常
Pa 。 A4 1Pa。
成年人走路时对地面的压强可达 以上
4
1×10Pa 。
【例题】芭蕾舞演员的体重为 一个足尖与地面的接触面积为
2
475N, 9.5cm ,
大象的体重为 每一只脚掌与地面的接触面积为 芭蕾舞演员
4 2
6×10 N, 600cm 。
一个足尖对地面的压强和大象四足站立时脚掌对地面的压强哪个大
?
117科学 八年级上册
图 芭蕾舞演员对地 图 大象对地面产生压强
5.1.7 5.1.8
面产生压强
解 已知芭蕾舞演员 对 地面的压力F 一个足尖与地面的接触面积
1=475N,
S 2 大象对地面的压力F 4 四只脚掌与地面的接触面积
1=9.5cm ; 2=6×10 N,
S 2 求芭蕾舞演员一个足尖对地面的压强p 和大象四足站立时脚
2=4×600cm 。 1
掌对地面的压强p
2。
F
p = 1= 475N = × 5 2= × 5
1 S .× - 4 2 5 10 N/m 5 10Pa
1 95 10 m
F × 4
p = 2= 6 10 N = .× 5 2= .× 5
2 S × × - 4 2 25 10 N/m 25 10Pa
2 4 600 10 m
答 芭蕾舞演员一个足尖对地面的压强比大象四足站立时脚掌对地面的压强大
。
活 动 测测你对地面的压强有多大
测出所穿鞋的鞋底与地面的接触面积,根据
体重,分别求出双脚着地和单脚着地时脚对地面
的压强。
测鞋底与地面的接触面积时可以参照图
,在方格纸上描出鞋底贴地部分的轮廓,数
5.1.9
一下轮廓所覆盖的方格数(大于半格而不满一格
的都算一格,小于半格的都不算),再乘以一个方
图 测量鞋底的面积 格的面积。
5.1.9
118第五章 压力 压强
三、 增大和减小压强的方法
思 考 与 讨 论
在日常生活和生产中,常常需要改变压强大小。观察下列四幅图,结合自己
的生活经验,讨论并归纳出增大和减小压强的方法。
图 书包的背带很宽 图 公交车上的安全锤有很尖的锥头
5.1.10 5.1.11
图 单钢轮压路机装有很重 图 “祝融号”火星车有宽大
5.1.12 5.1.13
的前轮 的车轮
根据压强的计算公式可知 压力一定时 增大受力面积可以减小压强 而减小
: , ,
受力面积可以增大压强 受力面积一定时 增大压力可以增大压强 而减小压力可
; , ,
以减小压强
。
在生活生产和自然界中 有时要减小压强 例如 火车的铁轨铺在枕木上 建
, 。 : ,
119科学 八年级上册
造房屋时地基连成整块 并且比房屋 墙体
, ( )
本身的面积要大一些 这样做都是为了减小
,
压强 骆驼在沙漠上行走时 图 不会
; ( 5.1.14),
陷得很深 这是因为骆驼属偶蹄类动物 它的
, ,
脚趾可以分开 与地面的接触面积比较大 对
, ,
地面的压强比较小 有时又要增大压强 例
。 。
图 行走在沙漠上的骆驼 如 使用刀具切削物体时 刀刃必须磨得锋
5.1.14 : ,
利 这样可减小受力面积 从而增大压强 老
, , ;
虎的犬齿和爪子都极为锋利 可以对猎物产生很大的压强 从而刺透猎物的皮肉
, , 。
练 1. 图钉帽的面积是 2 ,图钉尖的面积是 2 ,手指对图钉帽
1cm 0.05mm
习 的压力是 。手指对图钉帽的压强和图钉尖对墙面的压强各是
20N
多少? 后者是前者的多少倍?
2. 如图 所示,四块相同的立方体积木,按照不同的方式拼接
5.1.15
后,对地面产生的最大压强是最小压强的多少倍?
图 立方体积木 图 消防员匍匐在冰面上
5.1.15 5.1.16
3. 如图 所示,消 防 员在冰面上前行时,为什么需要采用匍匐
5.1.16
的姿势?
120第五章 压力 压强
第二节 液体内部的压强
三峡大坝开闸泄洪时 水会在强大的水压作用下喷涌而出 形成又高又远的
, ,
水柱 那么 液体内部压强是怎样产生的呢 它的大小跟哪些因素有关
。 , ? ?
一、 液体对容器底部和侧壁的压强
活 动 探究液体对容器底部和侧壁的压强
往一只塑料袋中装水,一手提着塑料袋,另
1.
一手触压它的侧面和底部。水对塑料袋的底部和侧
面是否有压力? 水对塑料袋的底部和侧面是否产生
压强?
向“液体压强演示器”(图 )的开口端
2. 5.2.1
注水,液面静止后观察底部和侧面的橡皮膜。与
没有注水时相比,它们的形状有没有变化? 记录
所观察到的现象。如果继续向管中注水,又将怎
样? 这些现象说明了什么?
图 液体压强演
5.2.1
示器
固体由于受到重力的作用 对支撑它的物体产生压力 这个压力与接触面积
, ,
之比就是固体对支撑物的压强 液体也受到重力的作用 对支撑它的容器底部也
。 ,
会产生压力 从而对容器的底部产生压强
, 。
固体具有固定的形状 不会流动 而液体没有固定的形状 会流动 因此液体
, , , ,
对阻碍它流动的容器侧壁也会产生压力 从而产生一定的压强
, 。
121科学 八年级上册
液体内部压强随着液体深度的增加而增大 在设计拦河坝时 就要根据液体
。 ,
内部压强的这种性质 把拦河坝的截面设计成上窄下宽的形状 如图 所示
, , 5.2.2 。
图 拦河大坝
5.2.2
二、 液体内部的压强
思 考 与 讨 论
在同一深度,液体产生的压强有什么特点?
1.
不同的液体在同一深度产生的压强相同吗?
2.
学 生 实 验 探究液体内部压强的特点
实验目的
探究液体内部压强的特点。
提出问题
液体内部压强与哪些因素有关?
假设猜测
根据前面的活动和自己的生活经验说明:液体内部压强是否与物体浸
122第五章 压力 压强
入的深度有关? 是否与物体在液体中的朝向有关? 是否与液体的密度
有关?
规划方案
影响液体内部压强的因素可能有多个,应该如何进行研究?
1.
如何有序改变实验变量,研究液体内部压强与它们之间的关系?
2.
研究中需要记录哪些数据? 设计出数据记录表。完成后,与表
3.
比较,如有不同,请找出原因。
5.2.1
设计实验
所需器材:压强计、玻璃容器、水、盐水、
刻度尺。实验装置如图 所示。
5.2.3
所提供的各实验器材的作用是什么?
1.
如何改变物体浸入的深度和物体在
2.
液体中的朝向,研究液体内部压强与它们之
间的关系?
如何改变液体的密度,研究液体内部
3.
压强与它有无关系?
图 压强计
实验步骤 5.2.3
观察 形管两边液面是否相平;用手挤压金属盒上的橡皮膜,观
1. U
察 形管两边液面是否出现高度差。
U
把液体(水或盐水)倒入玻璃容器中,把金属盒浸入液体,深度控制
2.
在 ,观察 形管两边液面的高度差,将观察到的现象记录在表
3cm U
中。
5.2.1
保持金属盒所在深度不变,改变橡皮膜的朝向,观察 形管两边
3. U
液面的高度差,将观察到的现象记录在表 中。
5.2.1
改变金属盒浸入的深度,使金属盒浸入液体的深度分别为 和
4. 6cm
,重复上面的过程,将观察到的现象记录在表 中。
9cm 5.2.1
整理实验器材。
5.
123科学 八年级上册
表 探究液体内部压强的特点 实验记录表
5.2.1 “ ”
液体种类 深度 橡皮膜朝向 形管两边液面高度差
/cm U /mm
朝上
3
朝下
3
朝侧面
3
6
9
用水做实验与用盐水做实验的同学交换实验记录表,交流讨论实
6.
验结果。
获得结论
交流反思
如果要探究液体内部压强是否与容器形状有关,你如何设计实验呢?
通过实验可以得出 液体内部存在压强 压强与深度有关 在同一深度 液体
: , 。 ,
朝各个方向的压强大小相等 深度越深 压强越大 液体内部压强还与液体密度
; , 。
有关 深度相同时 液体的密度越大 压强越大
, , , 。
F
利用压强的计算公式p= 可以得出液体内部压强p与液体的密度
ρ
液体
S, 、
的深度h之间的定量关系 在图 中 将管视为圆柱形 设其横截面积为S
。 5.2.1 , , ,
管内液体的密度为
ρ
液体的深度为h 由于管底部所受的液体压力F等于管内
、 ,
液体所受的重力G 即
,
F=G=mg=ρVg=ρShg
F
因此 深度为h处的液体压强p= =ρgh
, S 。
124第五章 压力 压强
人们在游泳时会感到水压 水的压强 的存在 水越深 水压就越大 背着氧
( ) , , 。
气瓶的潜水员只能潜到水下 左右 如果要潜到水下 必须戴金属头盔
20m ; 60m, ,
穿橡胶潜水服 如果还要潜入更深的水中 必须穿特制的金属抗压服 如果要潜入
; , ;
深海 则需要搭乘专门的潜水器 以承受巨大的水压
, , 。
万米深海的水压相当于 头非洲象踩在一个人的背上 中国 奋斗者 号
2000 。 “ ”
载人潜水器成功坐底万米海沟 这离不开中国科研团队的努力 他们攻关数年 成
, , ,
功解决了载人舱球壳的建造难题
。
视 窗 船闸
利用河水发电、灌溉需要修建拦河坝,把河水拦住,提高上游水位。
河水被拦截后,怎样保证航运畅通呢? 这就需要在坝旁修建船闸。图
为船舶通过三峡五级船闸的场景。
5.2.4
图 船舶通过三峡五级船闸 图 连通器
5.2.4 5.2.5
船闸运用了连通器的原理。如图 所示,上端开口、下部相连通
5.2.5
的容器叫作连通器。当连通器中的水不流动时,各液面在同一水平面上。
图 展示了船从上游驶往下游的过程中船闸的工作情况。
5.2.6
与五级船闸联合运行的通航设施还有三峡升船机,其主要作用是为
客货轮和特种船舶提供快速通道,让它们像坐电梯似的直接通过三峡
大坝。
125科学 八年级上册
阀门 关闭 阀门 打开 上游和闸室构成 闸室中水面与上游水面相平时 闸门 打
(1) B , A , (2) , C
连通器 水从上游流进闸室 开 船驶入闸室
, ,
关闭阀门 和闸门 打开阀门 闸室和 闸室中水面与下游水面相平时 闸门 打
(3) A C, B, (4) , D
下游构成连通器 水从闸室流向下游 开 船驶往下游
, ,
图 船从上游驶向下游经过船闸的过程
5.2.6
练 1. 如图 所示,容器A、B的高度相同,底面积不同,它们都装满
5.2.7
习
水。这两个容器底部所受到的水的压力相同吗? 水对容器底部产
生的压强相同吗?
图 不同容器装相同液体 图 相同容器装不同液体
5.2.7 5.2.8
2. 如图 所示两个容器完全相同,其中一个装满水,另一个装满
5.2.8
酒精,试比较两个容器底部所受到的液体压强和压力的大小。
126第五章 压力 压强
3. 血压是指血管内流动的血液对血管壁的压强。血压包括收缩压和
舒张压。收缩压是指心室收缩时动脉内血压升高所达到的最高值
(俗称高压)。舒张压是指心室舒张时动脉内血压降低所达到的最
低值(俗称低压)。查看你的健康档案或者实际测一测,看看你的
血压是多少,判断它们是否在正常范围内。
4. 在一个装满水的矿泉水瓶的侧壁钻两个高度不同的小孔,打开瓶
盖后会看到有水从小孔喷出。你认为从哪一个小孔喷出的水的速
度大一些? 动手做做看,并与其他同学交流。
127科学 八年级上册
第三节 大气压强
大气对处在其中的物体有压强 这种压强叫作大气压强 简称大气压 大气
, , 。
压强的存在和变化对人类的生存至关重要 大气压强在生产和生活中有广泛的
,
应用
。
一、 大气压的测定
活 动 大气压支撑水柱
如图 所示,在一根长约
5.3.1
、一端封闭的玻璃管内装满水,用
50cm
手指堵住管口,然后倒插在水槽中,移
开手指,可以观察到玻璃管中的水并
不下降,这是由于大气压支撑了水柱。
大气压有多大呢? 可以通过大气
图 大气压支撑水柱
压所能支撑的液柱最大高度来测量它
5.3.1
的数值吗?
意大利科学家托里拆利依据大气压支撑水银柱的原理最早用实验测定了大
气压的值 这个实验被称为托里拆利实验 实验方法如下
。 , :
在一根长约 一端封闭的玻璃管内注满水银 用带有橡皮指套的手指堵住
1m、 ,
管口 然后倒插在水银槽中 移开手指后管内水银面会下降 当管内外水银面高度
, , ,
差约为 时 水银面就不再下降了 图 若将玻璃管倾斜 管内外水
760mm , ( 5.3.2)。 ,
银面的高度差仍保持不变
。
128第五章 压力 压强
图 测定大气压 图 大气压与水银柱产生的压强相等
5.3.2 5.3.3
玻璃管内 高的水银柱是怎样保持平衡的呢 原来 玻璃管内水银面
760mm ? ,
的上方是真空 管外水银面受到大气压p 的作用 由于压强的传递 管内水银柱
, 0 , ,
产生的压强p与大气压p 相等 图 这样 通过测量管内外水银面的高
0 ( 5.3.3)。 ,
度差 就能够得出大气压的值了
, 。
科学上规定 高的水银柱产生的压强为 个标准大气压 简称 个大
,760mm 1 , 1
气压
(atm)。
5
1atm=1.013×10Pa
思 考 与 讨 论
在托里拆利实验中,如果玻璃管的上端没有封闭,会发生什么现象?
1.
有一座房屋的屋顶面积是 ,大气压对它的压力有多大? 这么大的压
2
2. 45m
力为什么没有把屋顶压塌呢?
在图 中 如果大气压减小 原先的平衡被破坏 管内水银柱将下降直
5.3.2 , , ,
至它产生的压强与减小后的大气压相等 达到新的平衡 如果大气压增大 管
, 。 ,
内水银柱将升高 以达到新的平衡 因此 可利用玻璃管内水银柱的高度测量
, 。 ,
大气压
。
大气压的大小可以用气压计测定 根据托里拆利实验原理制成的水银气压
。
计 它的测量结果比较准确 在生产生活中常用的气压计还有空盒气压表 气压
, 。 、
传感器等
。
129科学 八年级上册
图 水银气压计 图 空盒气压表 图 气压传感器
5.3.4 5.3.5 5.3.6
二、 大气压的变化
思 考 与 讨 论
图 给出了不同海拔高度大气压的值。分析这些数据,可以得出什么结论?
5.3.7
120
 
1 km
100 3 km
5 km
80 7 km
9 km
60
40
20
0
aPk/

101
90
70
54
41
31
图 大气压随海拔高度的变化
5.3.7
随着海拔高度的增加 大气压减小 大气压是因大气受到重力作用而产生
, 。
的 距离地面越高的地方 大气越稀薄 大气压就越小
, , , 。
大气压的值不仅随海拔高度变化 同一个地方天气情况不同 它的值也会变
, ,
化 通常晴天的大气压比阴天的高 冬天的大气压比夏天的高 即使在一天之内
。 , 。
130第五章 压力 压强
大气压的值也不是固定不变的 因此测量大气压是天气预报的重要依据之一
。 。
在天气预报中气压常用百帕 作单位
(hPa) ,1hPa=100Pa。
活 动 气体压强对水的沸点的影响
将开水加热至沸腾,倒入烧杯,用注
射器迅速抽取一定量的水后,用橡胶套套
住针筒出口。向外拉活塞,使针筒内气体
压强(简称气压)减小,会发生什么现象?
再向内推活塞,增大针筒内气压,又会发 图 液体沸点随气压变化
5.3.8
生什么现象? 这些现象说明了什么?
安全提示
倾倒沸腾的开水时动作应轻缓,避免烫伤。
上述活动表明 向外拉活塞时 水沸腾得更厉害 向内推活塞时 水沸腾减弱
: , ; ,
直至停止沸腾 换句话说 当气压减小时 水的沸点降低 当气压增大时 水的沸
。 , , ; ,
点升高
。
对其他液体进行类似实验 结果表明 一切液体的沸点都与气压有关 气压
, : 。
减小时沸点降低 气压增大时沸点升高
, 。
随着海拔高度的增加 大气压会减
,
小 水的沸点就会降低 其变化特点如
, ,
图 所示 例如 我国云南省昆明
5.3.9 。 ,
市的海拔高度为 那里水的沸点
1900m,
为 由于沸点低 食物在那里
93.5℃。 ,
不易煮熟 人们可以用高压锅来解决
。
这一问题 由于高压锅盖的密封性能
。
好 锅内水蒸气的压强可以达到 个大
, 2
气压 沸点可以达到 食物就容
, 120℃,
图 水的沸点随海拔高度的变化 易煮熟了
5.3.9 。
131科学 八年级上册
三、 大气压的应用
活 动 虹吸现象
把装满水的容器放在较高处,另一
1.
个没有盛水的容器放在较低处;
取一根管子,将整个管子浸在盛水
2.
的容器中,直到管中所有空气都排出;
用手指将水管的两端堵住,并将一
3.
端移到另一个空容器中;
把两端的手指放开,水就会从高处
图 虹吸现象 4.
5.3.10 的容器中流到低处的容器中。
虹吸现象是依靠大气压用曲管 虹吸管 将液体从高处引向低处的现象 虹
( ) 。
吸现象在生产和生活中运用很广泛 我们可以通过虹吸管换掉鱼缸中的水 有的
, ,
自动抽水马桶也是利用这个原理工作的 在农业生产中 可以利用虹吸现象将渠
。 ,
道中的水引入田中灌溉 图 中国古代利用虹吸现象制作的漏壶能保持
( 5.3.11)。
泄水速度稳定 提高计时精度 图 为唐代五级漏壶示意图 两壶之间的弧
, , 5.3.12 ,
形管即为虹吸管
。
图 虹吸灌溉 图 唐代漏壶示意图
5.3.11 5.3.12
132第五章 压力 压强
活 动 气体压强与体积的关系
用左手手指堵住注射器针筒出
口,右手用力推活塞,使注射器针筒
内空气体积减小,左右两手的手指有
什么感觉? 向外拉活塞使得空气体
积增大,左右两手的手指又有什么感
图 气体压强与体积的关系
觉? 分析空气的压强与体积的关系。 5.3.13
右手用力推活塞时 针筒内的气体体积减小 压强增大 右手手指会感到活塞
, , ,
有向外弹的趋势 左手手指也感到有被向外推的趋势 向外拉活塞时 针筒内的
, 。 ,
气体体积增大 压强减小 右手手指会感到活塞有缩回去的趋势 左手手指则感到
, , ,
有往里吸的趋势
。
实验表明 一定质量的气体体积减小时 压强增大 体积增大时 压强减小
: , ; , 。
生活和生产中使用的抽水机 打气筒 静脉输液管以及空气压缩机等 都是利用气
、 、 ,
体压强和体积的关系工作的
。
人的呼吸也是通过改变气体体积来改变其压强 实现人体与外界环境之间的
,
气体交换 呼气时人体胸腔和肺的容积减小 使得肺内压升高 当肺内压高于大
。 , ,
气压时 气体由肺内排出 完成呼气过程 吸气过程则相反
, , ; 。
图 人的呼吸
5.3.14
133科学 八年级上册
大气压与人体健康有密切关系 正常情况下 人体内的压强与大气压相等
。 , 。
当大气压有较小变化时 人体能够调节体内压强使之与大气压平衡 如果大气压
, 。
有较大变化或突然变化 人体就会感到不适
, 。
视 窗 高山反应
高山反应的症状因人而异,主要包括头晕、头痛、耳鸣、恶心、呕吐、脉
搏加快、呼吸加快、四肢麻木等,严重的会陷入昏迷,甚至死亡。
为什么人在高山地区会发生高山反应呢? 这是因为高山地区空气稀
薄,大气压低,人们呼吸时吸入的氧气的分压也低,造成肺泡中的氧分压
降低,血液中含氧量减少,人的神经系统、呼吸系统和心血管系统就会出
现许多障碍。
平原地区的人在高山地区居住一段时间后,对高山气候的适应能力
和对缺氧的抵抗能力都会提高,其高山反应的症状就会逐渐减轻,以至消
失。训练有素的登山运动员对高山气候的适应能力很强。
练 1. 在图 “大气压支撑水柱”的实验中,大气压能支撑多高的水
5.3.1
习
柱? 假设大气压为 个标准大气压。
1
2. 医生用注射器打针前,要把药液吸进注射器。简单描述医生如何
把药液吸进注射器,并解释为什么要这样操作。
3. 结合所学内容估计珠穆朗玛峰顶的大气压的值,它相当于海平面
大气压的百分之几?
4. 用嘴使劲吸吮手腕上的皮肤,持续几秒钟,吸吮处的皮肤出现红
色,这是皮肤表层的充血现象。你能解释这一现象?
5. 观察吸盘式塑料挂衣钩,试估算作用在它上面的大气压力。
134第五章 压力 压强
第四节 流体压强与流速的关系
液体和气体都具有流动性 统称流体 流体运动时的压强与静止时的压强相
, 。
同吗
?
一、 流速对流体压强的影响
活 动 研究流速对流体压强的影响
动手做,观察现象。
1.
用手拿着两张纸,让这两张纸竖直下垂,向两张纸
中间吹一口气,如图 所示,你观察到什么现象?
5.4.1
记录观察到的现象,并思考为什么会出现这一现象。
尝试对现象进行解释。
2.
两张纸竖直下垂并保持静止,这是因为纸片内外空
气压强都等于大气压,纸片两侧的受力面积相等,所以
纸片左右两侧受力相等。 图 向纸间
5.4.1
吹气
当向两张纸中间吹气时,中间的空气流速增大了,
可以观察到两张纸均向中间飘动,说明每一纸张所受的向外的压强小于
其所受的向内的压强,而纸张外侧条件没有变化,
纸张外侧向内的压强始终等于大气压,因此,吹气
时,中间空气的压强小于大气压。
对解释进行验证。
3.
可以通过假设 检验的方法对假设的可靠性作
出初步验证。
图 在玻璃杯上方沿
5.4.2
水平方向吹气 如图 所示,在玻璃杯的上方用力沿水平
5.4.2
135科学 八年级上册
方向吹气时,杯内乒乓球将怎样运动?
() 假设:气体压强与流速有关,流速大的地方压强小。
1
() 推理:在玻璃杯的上方用力沿水平方向吹气时,乒乓球上方空气
2
流速加快,压强变小,而其下方空气流速不变,压强仍等于大气压,所以其
下方的压强就会大于其上方的压强,乒乓球受力不平衡,向上的力大,乒
乓球有可能向上运动。
() 结果证实/证伪:完成具体操作。观察现象,如前推理,乒乓球确
3
实会向上运动。
由此,“气体压强与流速有关,流速大的地方压强小”这一假设得到初
步验证。
进一步的实验和理论研究表明 流体压强与流速有一定的关系 当流体稳定
: ,
流动时 流速越大的地方压强越小 流速越小的地方压强越大
, , 。
二、 流速影响流体压强的现象
活 动 制作吸管喷雾器
在离吸管末端三分之一处,剪一水平切
口,注意别将吸管剪断。从切口处折弯吸管,
使得长的一段与短的一段成直角。
把吸管短的一段放进水里,使切口离水
面 。从长的一段用力吹气。猜测可
2~3cm
能会出现什么现象,并解释你所见到的
现象。
图 吸管喷雾器
5.4.3
136第五章 压力 压强
在上面的活动中 从吸管长的一段吹气时 两段吸管交接处的气流比较快 使
, , ,
得那里的气压小于大气压 而插入水中部分的压强仍等于大气压 那里的水就会
, ,
因这个压强差而喷出吸管 并被吹散成水雾
, 。
自然界和生活中有很多现象可以用流体压强和流速的关系来解释 鸟类扑
。
翼的飞行方式与其特有身体结构相适应 整个鸟翼的背部为弧面 空气流过时能
, ,
产生较大的升力效果 现代飞机正是借鉴了鸟类的身体结构
。 。
飞机机翼的主要功能是使空气产生升
力 它同时起到一定的稳定作用 机翼不是
, 。
一块平板 它的截面前缘较厚 后缘较薄 上
, , ,
下表面不对称 当飞机飞行时 气流从前缘
。 ,
开始 分成上下两部分向后缘运动 上方的 图 机翼升力示意图
, , 5.4.4
气流速度大于下方的气流速度 根据流体
。
压强与流速的关系可以知道 机翼下方的压强大于上方的压强 使得机翼受到一
, ,
个向上的升力 飞机就是主要依靠这个升力上升的
。 。
在列车 地铁 站台上都划有黄色安全线 其作用是提醒旅客拉开距离 以防
( ) , ,
被身后较大的压力推向列车而受到伤害 因为列车高速驶来时 靠近列车车厢的
。 ,
空气被带动而快速运动起来 其压强就减小 站台上的旅客若离列车过近 旅客身
, , ,
体前后会出现明显的压强差 使旅客受到一个被推向列车的力
, 。
中 国 成 就 C919 大型客机
年 月 日 时
2023 5 28 12
分, 大型客机从上海
31 C919
虹桥机场起飞后经历 小时
1
分钟飞行,平稳降落在北京
59
首都国际机场,穿过象征民航
最高礼仪的“水门”,这标志着
该机型圆满完成首个商业航班
图 水门礼迎接 首个商业航班 飞行,正式进入民航市场。
5.4.5 C919
137科学 八年级上册
大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自
C919
主知识产权的喷气式干线客机。 的机翼设计采用了超临界机翼,与
C919
传统机翼相比,它可使飞机的巡航气动效率提高 以上,进而使其巡航
20%
速度提高将近 / 。 大型客机研制成功,标志着我国具备自主
100kmh C919
研制世界一流大型客机的能力,是我国大飞机事业发展的重要里程碑。
练 1. 唐代诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道“八月秋高风怒号,卷
习
我屋上三重茅”,你能分析大风掀翻屋顶的原因吗?
2. 当人体动脉发生粥样硬化时,动脉的内膜沉积了斑块样的脂类物
质,血管内横截面积减少。血液流过正常血管时和流过粥样硬化
的血管时的流速会有何不同? 血压又有何不同?
3. 把一个乒乓球放在一个漏斗里,从漏斗细管口用力吹气,乒乓球会
怎样? 如果将漏斗倒置,用手托住乒乓球,将其放在漏斗里,从漏
斗细管口用力吹气,吹气时手松开,结果会怎样? 动手做做看,并
解释其中的原因。
138本章学到了什么
学 习 小 结
 +"

F
FO +2p ? @
S
"F+
K#

 !U 


 


 + 5

BUN
 
DN)H U #


f
1BU ! " U 

K,"P+  +
U! ,0U
 
+"
F
"EBUB
学 习 收 获
科学观念:通过压强的概念、液体内部压强的特点、大气压强、流体压强和流
速的关系等的学习,丰富和深化对运动和相互作用的认识。
科学思维:经历压强的定义、大气压支撑液柱的分析、流体压强和流速的关
系的假设 检验等过程,进一步提升推理论证能力和创新思维能力。
探究实践:在探究液体内部压强的特点的实验中,经历利用给定仪器(U形管
压强计)获取实验数据、基于多种情形的数据证据得出结论的过程,提升科学探究
能力。
态度责任:通过展现三峡五级船闸运行、C919客机正式商飞等资料,激发当
前开展科学实践活动以及今后致力科学研究探索的内在动力。
139学 习 运 用
1. 现有注射器、弹簧测力计和刻度尺等实验器材,你能用这些器材估测大气
压的值吗? 动手做做看,并将你测得的数值与通过查阅资料获得的数值进行比
较,分析两者不同的可能原因。
2. 用传感器研究气体流速与压强的关系。
(1) 实验器材:气体压强传感器(3个)、数据采集器、计算机、抽气机、直径不
同的塑料管(3节)等。
第2题图(a) 实验器材
查询资料,学习气体压强传感器的操作方法,学习数字化信息系统(DIS)专用
软件的使用。 根据所提供的实验器材,制定实验方案,包括规划方案、设计实验、
实验步骤、获得结论等环节。
(2) 利用上述实验器材进行实验,计算机屏幕上显示出3个压强传感器测出
的压强随时间变化的图线,你能看出每条图线所对应的塑料管直径的粗细吗?
p/kPa
5
0
2 4 6 8 11110000 12 14 16 18 20 2222222222 24 26 28 30 ttt/s
5
10
15
第2题图(b) 压强随时间变化曲线
1403. 探究课题:大气压在生活中的应用。
在我们的生活中会遇到许多应用大气压的实例,如医生给病人输的静脉滴
液、中医的拔火罐、自行车的打气筒、公共汽车车门上的压缩空气开关、农田灌溉
所用的抽水机等。 请你选择一个与大气压有关的实例,完成以下任务。
(1) 仔细观察这些物品的使用过程。
(2) 查阅相关资料。
(3) 运用所学的知识进行分析。
(4) 撰写研究报告,包括:
课题名称及选择该课题的理由;
①
简单的结构草图;
②
简单的工作过程;
③
运用所学知识对其工作过程的分析;
④
改进的建议。
⑤
(5) 向全班或小组同学汇报你的研究成果。
141浮 力
第六章
各种物体在水中的浮沉是常见的生活现象。 巨大的冰山可以漂浮在海面
上;小小铁钉沉入水底,而由钢铁制造的大型轮船又可以漂浮在水面上。 浸在
液体中的物体与液体间存在作用力吗? 如果存在作用力,那么此力有什么特
点? 它对物体在液体中的浮沉有什么影响? 本章将会为你一一解答。第六章 浮力
第一节 浮力
在液体和气体中的物体一般会受到向上的浮力的作用
。
一、 浮力
图 至图 呈现了不同物体漂浮在水面上的情景 苹果 木船和人
6.1.1 6.1.3 。 、
都受到重力 漂浮在水面上时 都处于平衡状态 这说明三者都受到了由水施加的
, , ,
向上的力 这个向上的力就是水对物体的浮力
, 。
图 漂浮在水面上的 图 漂浮在水面上的 图 漂浮在死海中的
6.1.1 6.1.2 6.1.3
苹果 木船 游客
活 动 感受浮力
取一块泡沫塑料,将其按入水中,你的手会有什么感觉? 松手后你会
看到什么现象?
用手将泡沫塑料按入水中 可以感受到水对泡沫塑料有一个向上托起的力
, ;
将泡沫塑料按入水中后 将手松开 可以观察到泡沫塑料会向上运动 最终静止在
, , ,
水面上
。
事实表明 漂浮在液面上的物体都受到液体所施加的竖直向上的力 这个力
, ,
就是浮力
。
143科学 八年级上册
漂浮在液面上的物体受到浮力作用 浸没在液体中的物体是否受到浮力作
,
用呢
?
活 动 浸没在液体中的物体是否受到浮力?
用细绳捆扎好石块,将其挂在弹簧测力计下,记下弹簧测力计
1.
示数。
用手竖直向上托起石块,可以观察到弹簧测力计示数减小。
2.
撤去手,待石块静止后,将其缓慢地浸入水中,观察弹簧测力计示
3.
数的变化。
观察发现 随着石块逐渐浸入水中 弹簧测力计示数会减小 当石块完全浸没
, , ,
时 弹簧测力计示数最小 由此说明 无论是否浸没 石块都受到浮力
, 。 , , 。
如果将水换成酒精或其他液体 或者将石块换成铁块等其他物体 开展类似
, ,
实验 弹簧测力计示数都会减小 这表明浸在液体中的物体都受到浮力
, , 。
在空气中的物体也会受到空气的浮力作用 氢气球之所以能往上飘 就是因
。 ,
为受到了空气的浮力作用
。
二、 浮力产生的原因
我们以一个浸没在液体中的正方体为例进行分析 我们已经知道 液体内部
。 ,
的压强随深度增加而增大 在同一深度各个方向上的压强相等 这个正方体各个
, 。
表面都受到液体的压力 其中左右两个侧面 前后两个
。 、
侧面受到的压力大小相等 方向相反 互相平衡 上下表
, , ;
面处的液体压强不同 所以 上下表面受到的压力也不
, ,
相等 液体对下表面的压力 方向竖直向上 大于液体
。 ( )
对上表面的压力 方向竖直向下 这两个压力的合力就
( ),
是这个正方体所受到的浮力 浮力的方向总是竖直向
。
图 分析浮力产生
上的
6.1.4 的原因 。
144第六章 浮力
三、 影响浮力大小的因素
浸在液体中的物体受到液体的浮力 下面我们通过实验来探究影响浮力大
。
小的因素
。
学 生 实 验 探究影响浮力大小的因素
提出问题
浸在液体中的物体所受浮力大小与哪些因素有关?
假设猜测
我们在生活中的很多场合都会感受到浮力,结合自身经验猜测物体
所受浮力大小与哪些因素有关。
() 物体所受浮力大小可能与 有关,依据为:
1
;
() 物体所受浮力大小可能与 有关,依据为:
2
;
() 物体所受浮力大小可能与 有关,依据为:
3
。
规划方案
交流讨论后,猜测物体所受浮力大小可能与液体密度、物体材料密
度、物体浸入液体的深度(或体积)等因素有关。
如果要研究浮力大小是否与上述因素有关,应该如何安排研究
计划?
可分别研究浮力大小与液体密度、物体材料密度、物体浸入液体的深
度(或体积)之间的关系。
研究浮力大小是否与液体密度有关。改变液体的密度,研究同一
1.
物体、浸入相同深度时物体所受浮力的情况。
145科学 八年级上册
研究浮力大小是否与物体材料密度有关。改变物体材料密度,研
2.
究形状相同、浸入相同深度时物体所受浮力的情况。
研究浮力大小是否与物体浸入液体的深度(或体积)有关。改变物
3.
体在液体中的深度,研究同一物体在同一液体中所受浮力的情况。
设计实验
所需器材:烧杯若干,清水及容器,盐水及容器,弹簧测力计,形状和
大小相同的铝块、铜块、铁块各 块,天平等。
1
研究浮力大小与液体密度的关系
1.
采用的实验装置如图 所示。
6.1.5
N N N
0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1
2 2 2 2 2 2
3 3 3 3 3 3
44 4 4 4 4 4
5 5 5 5 5 5
  
  
 
图 实验装置图
6.1.5
() 为什么要测量铝块的重力?
1
() 如何确定铝块所受浮力大小?
2
() 是否需要定量测出两种液体的密度? 如果无需测量,如何判断两
3
种液体密度的大小?
研究浮力大小与物体材料密度的关系
2.
研究对象: ;
选择液体: ;
确定研究对象在液体中的状态: ;
测量物理量: ;
146第六章 浮力
测量方法: 。
在图 中选择合适的实验装置图。
6.1.6
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
      
      
  
(a) (b) (c) (d)
图 实验装置选择
6.1.6
研究浮力大小与物体浸入液体的深度(或体积)的关系
3.
试写出实验步骤。
() 将圆柱形铝块沿高度等分为 份,用记号笔标注刻度;
1 4
() ;
2
() 。
3
实验步骤
根据规划方案、设计实验等环节,设计数据记录表。
研究浮力大小与液体密度的关系
1.
表 研究浮力大小与液体密度的关系数据记录表
6.1.1
液体密度
次数 选填 大 铝块的重力 弹簧测力计示数 铝块所受浮力
( “ ” /N /N /N
或 小
“ ”)
1
2
说明 同一铝块 浸入相同深度
( : , 。)
147科学 八年级上册
研究浮力大小与物体材料密度的关系
2.
表 研究浮力大小与物体材料密度的关系数据记录表
6.1.2
物体材料密度 物体的 弹簧测力 物体所受
次数
重力 计示数 浮力
-3
/kg·m /N /N /N
1
2
3
说明 在同一液体中 浸入相同深度
( : , 。)
研究浮力大小与物体浸入液体的深度(或体积)的关系
3.
表 研究浮力大小与物体浸入液体的深度 或体积 的关系数据记录表
6.1.3 ( )
铝
G =
物体浸入 物体浸入 弹簧测力 物体所受
次数
液体深度 液体体积 计示数 浮力
/N /N
部分浸入(/ 高度) 部分浸入(/ 体积)
1 14 14
部分浸入(/ 高度) 部分浸入(/ 体积)
2 12 12
部分浸入(/ 高度) 部分浸入(/ 体积)
3 34 34
刚浸没 刚浸没(等于物体体积)
4
液面下 浸没(等于物体体积)
5 5cm
液面下 浸没(等于物体体积)
6 10cm
说明 同一物体 在同一液体中
( : , )
获得结论
处理数据,得出结论(以下各行最后一空选填“有关”或“无关”)
根据表 ,浮力大小与液体密度 ;
6.1.1
根据表 ,浮力大小与物体材料密度 ;
6.1.2
根据表 第 次实验,浮力大小与物体浸入液体的深
6.1.3 ~
度 ;
根据表 第 次实验,浮力大小与物体浸入液体的体
6.1.3 ~
积 。
148第六章 浮力
实验结果表明 物体在液体中所受浮力的大小 与它浸入液体的体积及液体
, ,
的密度有关 物体浸入液体的体积越大 浮力越大 液体的密度越大 浮力也
。 , ; ,
越大
。
思 考 与 讨 论
上述学生实验是在物体浸没条件下得出物体所受浮力大小与其浸入液体的
深度无关。尝试用一个实心长方体金属块做实验,和同学们交流讨论,设计实验
方案,验证物体在没有浸没时所受浮力大小同样只与其浸入液体的体积有关,而与
其浸入液体的深度无关。条件允许的话,开展实验,并进行展示,解释实验结果。
练 1. 在“探究影响浮力大小的因素”的学生实验中,小明同学猜想:“浸
习
没在液体中的物体所受浮力大小可能与物体的形状有关”。他的
依据是:“在周长相等的所有平面图形中,圆的面积最大,因此类推
到物体的形状不同,表面积可能不同,所受浮力也可能不同”。你
如何设计实验来检验小明同学的这一猜想?
2. 请判断下列说法是否正确,并说明理由。
() 金属块在水中受到浮力,在空气中不受浮力。
1
() 只有在水中上浮的物体才受到浮力,下沉的物体不受浮力。
2
() 漂浮在液面上的物体受到浮力,沉没在水底的
3
物体不受浮力。
3. 如图 所示,用弹簧测力计吊着重为 的金
6.1.7 9N
属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为 ,则金
5N
属块受到的浮力为多大? 当增大金属块浸没的深
度,金属块下表面受到水的压力如何变化? 金属块
受到的浮力又如何变化?
图 金属块
6.1.7
的浮力
149科学 八年级上册
第二节 阿基米德原理
根据阿基米德原理可以准确地知道浸在液体中的物体所受浮力的大小
。
一、 浮力大小的理论分析
前一节中 我们以浸没在液体中的正方体为例得出定性
,
结论 物体在液体中之所以受到浮力 是因为液体对物体上下
: ,
表面施加的压力不同
。
下面我们来定量研究物体的浮力 仍以图中正方体为
。
例 设其边长为l上表面距离液面的深度为h 我们可具体计
, , ,
算出正方体上下表面的压力差
。
图 分析浮 正方体上表面受到的压力 F =ρ液gh×l2 方向竖直
6.2.1 力大小 : 1 ,
向下
。
正方体下表面受到的压力 F =ρ液gh+l ×l2 方向竖直向上
: 2 ( ) , 。
正方体上下表面压力差 F -F =ρ液gl×l2=ρ液gV 方向竖直向上
: 2 1 , 。
因为液体对正方体左右 前后表面的压力是平衡的 上下表面的压力差就是
、 ,
液体对正方体的浮力 其中V既可以表示正方体的体积 又可以表示正方体排开
。 ,
液体的体积 鉴于液体密度与物体体积的乘积没有实际的物理意义 而液体密度
。 ,
与物体排开液体体积的乘积为物体排开液体的质量 而此质量与g的乘积为物体
,
排开液体的重力
。
根据以上分析可以得出 浸没在液体中的正方体所受浮力的大小等于其排开
,
液体的重力
。
二、 阿基米德原理
前面以规则物体为研究对象 通过分析得出 正方体所受浮力大小与其排开液体
, :
重力相等 这一定量关系是否普遍成立 我们可以选择不同物体 通过实验来研究
。 ? , 。
150第六章 浮力
活 动 研究物体所受浮力与其排开液体重力的关系
活动材料
不规则石块、规则铝块、溢水杯、小桶、足量的水、酒精、弹簧测力
计等。
活动过程
用弹簧测力计依次测出不规则石块、规则铝块所受的重力,如图
1.
()所示,将测量值记录在表 中。
6.2.2a 6.2.1
用弹簧测力计测出小桶的重力,如图 ()所示,将测量值记
2. 6.2.2b
录在表 中。
6.2.1
将水注入溢水杯至水即将从溢水口流出,将小桶放置于溢水口
3.
下端。
表 物体所受浮力与其排开水的重力的关系
6.2.1
物体浸没 小桶和物体
物体的 小桶的 物体所受 物体排开水
时弹簧测力计 排开水的总
重力 重力 浮力 的重力
/N /N 示数 /N 重力 /N
/N /N
石块
铝块
(a) (b) (c) (d) (e)
图 实验过程
6.2.2
151科学 八年级上册
依次将石块、铝块悬吊于弹簧测力计的挂钩上,缓慢浸入水中,直
4.
至完全浸没,如图 ()、()所示,将弹簧测力计的示数记录在表
6.2.2c d
中。此过程中,被石块或铝块排开的水经溢水口流入小桶中。
6.2.1
测量小桶与被石块或铝块排开水的重力,如图 ()所示,将
5. 6.2.2e
测量值记录在表 中。
6.2.1
将水换成酒精,按上述步骤 重新完成实验,将结果记录在表
6. 3~5
中。
6.2.2
表 物体所受浮力与其排开酒精的重力的关系
6.2.2
物体浸没 小桶和物体排
物体的 小桶的 物体所受 物体排开酒
时弹簧测力计 开酒精的
重力 重力 浮力 精的重力
/N /N 示数 /N 总重力 /N
/N /N
石块
铝块
根据记录的结果得出:物体所受浮力与其排开液体的重力
7.
。(选填“相等”或“不相等”)
大量实验表明 浸在液体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体的重力
: 。
这就是阿基米德原理
。
用公式表示为 F 浮=G
排
该公式可进一步推导得出F 浮=ρ液gV
排
: 。 。
活 动 验证阿基米德原理
活动材料
玻璃容器、食品袋 只、足量的水、弹簧测力计。
1
活动过程
往食品袋中装一定量的水,并将袋中空气全部排出,用细线扎紧袋口。
1.
152第六章 浮力
以此水袋为研究对象,设计一个实验,对阿基米
2.
德原理进行初步检验。
将装水的食品袋悬吊在弹簧测力计的挂钩上,慢慢
浸入玻璃容器的水中,当水袋完全浸没在水中时,会出现
什么现象?
() 假设:浸在液体中的物体所受浮力大小等于物
1
体排开液体的重力。
图 实验演示
() 推断:当装水的食品袋完全浸没于水中时,弹簧 6.2.3
2
测力计示数为G视 ,根据阿基米德原理,
G视=G袋+水-F浮= =
() 现象:随着装水的食品袋逐步浸入水中,弹簧测力计示数将不断
3
减小,当完全浸没时,弹簧测力计示数将趋近为 。
完成实验,观察预测的现象是否出现。
3.
阿基米德原理 不仅适用于液体 也适用于气体
, , 。
【例题】将一石块挂在弹簧测力计的挂钩上 弹簧测力计的示数为 当将
, 14N,
该石块完全浸没在水中时 弹簧测力计的示数为 g 水的密度为
, 10N,=9.8N/kg,
求
3 3
1×10kg/m 。 :
该石块浸没在水中时受到的浮力
(1) ;
该石块的密度
(2) 。
分析 已知石块的重力为 石块浸没于水中时弹簧测力计的示数
(1) 14N,
G 为 由两次弹簧测力计示数之差可得出石块浸没在水中时所受的浮力
视
10N, 。
石块的密度可以由其质量与体积之比获得 因为石块重力已知 其质量
(2) 。 ,
根据G=mg确定 需要再求出石块的体积 由于石块浸没在水中 其体积等于排
; 。 ,
开水的体积 其浸没时所受浮力已求出 故可根据阿基米德原理求出石块的体积
, , 。
解 F 浮=G 物-G 视= - =
(1) 14N 10N 4N。
G
根据G=mg 石块的质量为m 石= 石
(2) , g ;
153科学 八年级上册
根据阿基米德原理 石块完全浸没时满足F 浮=ρ水gV
排
, ,
F
浸没时 石块体积等于排开水的体积 由上式有V 石=V 排= 浮
, , ρ水g;
G
石
所以 石块密度为 ρ石 = m 石 = g = G 石 ×ρ水 =14N×ρ水 = . ×
, V 石 F 浮 F 浮 35
4N
ρ水g
3 3
10kg/m 。
答 石块浸没在水中时受到的浮力为 石块的密度为
3 3
4N; 3.5×10kg/m 。
练 1. 在水族馆游玩的小明观察到金鱼吐出的气泡在上升过程中会逐渐
习
变大。气泡在上升过程中受到的浮力如何变化?
2. 我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”,是我国完全
自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配
置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量 万余吨,舷号为“ ”。你能
8 18
估算出福建舰满载停泊在海面上时受到的浮力大小吗?
3. 如图 所示,将重为 的金属
6.2.4 4N
块挂在弹簧测力计的挂钩上,浸没在
1.6 N
水中后弹簧测力计的示数为 ,浸 2 N
2N
没在某一未知液体中后弹簧测力计 4 N
的示数为 ,水的密度为
1.6N 1.0×
/ 。
3 3
10kgm
() 该未知液体的密度为多少? 

1 
() 用上述方法将该弹簧测力计改
图 测量未知液体的密度
2
6.2.4
装成一个测量液体密度的密度
计,你认为可行吗?
154第六章 浮力
第三节 物体浮沉条件及其应用
物体浸在液体中是沉还是浮 由该物体的重力和浮力之间的大小关系决定
, 。
一、 物体在液体中的浮沉条件
浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用 但是有的物体上浮 有的却下沉
, , 。
这是什么原因
?
活 动 研究物体浮沉与物体自重的关系
把一个拧好盖子的空塑料瓶放在水盆里,观察它浸在水里的深度,
1.
并在瓶外壁上做一记号。
在另一个相同的空塑料瓶中放若干小石子,拧上盖子,放在水盆里,
2.
观察它的浮沉情况,并与空塑料瓶在水盆里的浮沉情况作比较(图 )。
6.3.1
把空塑料瓶放在水盆里 把装有小石子的塑料瓶放在水盆里
(a) (b)
图 研究物体浮沉与物体自重的关系
6.3.1
在有小石子的塑料瓶内继续放石子,直到瓶下沉至盆底。
3.
浸没在液体中的物体 受到两个力 竖直向下的重力和竖直向上的浮力 物
, : 。
体所受浮力与重力的大小有三种关系 因此 浸没在液体中的物体的浮沉存在三
, ,
种情况
:
155科学 八年级上册
浮力大于重力时 物体上浮
, 。
浮力等于重力时 物体受力平衡 可以悬浮在
, ,
液体内
。
浮力小于重力时 物体下沉
, 。
对于浸没在液体中的物体 其排开液体的体积
,
跟物体自身的体积相等 因此实心物体的浮沉情
,
图 物体的浮沉条件 况 也可以通过比较物体密度与液体密度来判断
, 。
6.3.2
思 考 与 讨 论
根据学过的阿基米德原理、物质密度和二力平衡等知识,你能不能用物体
(实心)密度和液体密度之间的大小关系来表示上述的浮沉条件? 请你在下表
的空格中填入物体的浮沉情况。
表 物体的密度对浮沉的影响
6.3.1
物体的密度大于液体的密度
物体的密度等于液体的密度
物体的密度小于液体的密度
对于浸没在液体中的实心物体 如果其密度小于液体的密度 物体上浮 如果
, , ;
其密度等于液体的密度 物体可以悬浮在液体内 如果其密度大于液体的密度 物
, ; ,
体下沉 人们正是根据这个原理 在用盐水选种时 把漂浮的种子清除掉 保留下
。 , , ,
沉的饱满种子
。
二、 浮力的应用
1 轮船
.
人类将船舶作为运输工具的历史几乎和人类文明史一样悠久 从远古的船舶
。
发展到现代的运输船舶 人类以钢铁代替木材 以螺旋桨代替帆 更便捷地在水上航
, 、 ,
156第六章 浮力
行 船舶的发展有力地推动了人类文明的进步 钢铁的密度远大于水 一枚小铁钉
, 。 ,
放在水上都会下沉 而用钢铁制造的轮船承载上万吨货物后为什么还能浮在水面
,
上呢
?
活 动 轮船载重原因分析
选择一块 左右的实心橡皮泥,先将橡皮泥捏成团,放入水面
1. 100g
与溢水口相平的溢水杯中,如图 ()所示,用量杯接住溢水杯中溢出
6.3.3a
的水,记下溢出水的体积V 。
1
(a) (b)
图 用橡皮泥模拟轮船
6.3.3
将该橡皮泥从水中取出,待其干燥后,将其制成小船状,再次放入
2.
水面与溢水口相平的溢水杯中,如图 ()所示,用另一个量杯接住从
6.3.3b
溢水杯中溢出的水,记下溢出水的体积V 。
2
比较V 和V ,说明橡皮泥所受的浮力哪一次大。
3. 1 2
在船形橡皮泥中放置一个小铁夹,溢水口中再次溢出部分水,这表
4.
明,此时排开更多的水,与步骤 相比,放入铁夹后船形橡皮泥所受浮力更大。
2
对于密度大于水的材料 如果将其做成空心结构体 其排开水的体积远比等
, ,
质量实心体排开水的体积大 这也是铁钉会沉入水中而由钢铁制成的大轮船可
。
以漂浮于水面上的原因
。
中 国 成 就 中国人民解放军海军山东舰
经中央军委批准,我国第一艘国产航母被命名为“中国人民解放军海
157科学 八年级上册
军山东舰”,舷号为“ ”。 年 月 日下午 时许,该舰在海南三
17 2019 12 17 4
亚某军港交付海军。中国人民解放军海军山东舰是我国第一艘完全自主
设计、自主建造、自主配套的国产航空母舰。
图 中国人民解放军海军山东舰
6.3.4
视 窗 郑和下西洋乘坐的宝船
郑和下西洋是中国古代规
模最大、船只和海员最多、历时
最久的海上航行,也是在 世
15
纪末欧洲地理大发现的航行以
前世界历史上规模最大的一系
列海上探险。
据记载, 年郑和下西
1405
洋时乘坐的木船长约 ,
图 南京宝船厂遗址宝船模型 147m
6.3.5 是当时世界上最大的木船。
158第六章 浮力
2 潜水艇
.
能浮在液面上的物体称作浮体 通常也称
,
作漂浮体 能停留在液面以下任何位置并保
。
持平衡的物体称作悬浮体 悬浮体受到的浮
。
力等于它自身的重力 自重 例如 静止在水
( )。 ,
中的潜水艇 深潜器等都是悬浮体 停留在空
、 ,
中的热气球 飞艇等也是悬浮体
、 。
潜水艇可以作为悬浮体停留在水下 也
,
能作为漂浮体浮在水面 潜水艇通过改变自
。
重达到沉浮自如的目的 潜水艇的内舱与外
。
壳之间有一个水舱 位于潜艇两侧 水舱上
, 。
装有阀门 打开阀门使海水进入水舱 潜水艇
, ,
的自重增大 潜水艇就下沉 反之通过压缩空
图 潜水艇浮沉原理示意图
, ;
6.3.6
气把水舱内的水排出 潜水艇的自重减小 潜
, ,
水艇就会上浮
。
活 动 探寻潜水艇浮沉的原因
将一个空的玻璃瓶的瓶口用软木塞塞紧,使玻璃瓶处于密封状态。
1.
让玻璃瓶漂浮在水盆的水面上。
2.
用注射器通过软木塞把水注入玻璃瓶内,当玻璃瓶开始下沉时停
3.
止注水,让玻璃瓶悬浮在水中。
继续向玻璃瓶中注水,使玻璃瓶下沉到水底。
4.
用注射器把玻璃瓶中的水慢慢抽出,玻璃瓶随之浮起。
5.
你能简单说出产生上述各现象的原因吗? 你能将这个活动与潜水艇
的浮沉作比较吗?
159科学 八年级上册
中 国 成 就 “奋斗者”号全海深载人潜水器
“奋斗者”号是我国自主研
发、拥有自主知识产权的载人深
海潜水器,是世界上首个可以容
纳三人的深海潜水器。“奋斗
者”号研制项目攻克了全海深载
人潜水器总体设计技术、极限耐
压结构设计与安全性评估技术、
全海深高速数字水声通信技术、
图 “奋斗者”号
6.3.7 复杂环境高精度稳定航行控制技
术、全海深载人潜水器智能制造技术等关键核心技术,创建了独具特色的
极端环境载人深潜装备研发技术体系。“奋斗者”号于 年 月 日
2020 11 10
成功在马里亚纳海沟坐底,创造了 的中国载人深潜纪录。
10909m
3 热气球
.
热气球是一种航空器 一般有气囊和吊舱两个部分
, 。
在地面时 用加热器对气囊中的空气加热 使气囊体积逐
, ,
渐增大 其受到的空气浮力也逐渐增大 由于热空气的
, 。
密度比冷空气的密度小 当热气球所受浮力大于其所受
,
重力时 热气球便会升空
, 。
热气球升空后 因气囊内热空气逐渐冷却 气囊体积
, ,
又会减小 当热气球所受浮力等于其所受重力时 热气球
, ,
就能在某一高度上保持悬浮状态 在风力推动下水平飘
,
移 如果气囊内空气温度下降到一定程度 其所受浮力
。 ,
将小于其所受重力 这时热气球便开始下降 为了保障
图 热气球
, 。
6.3.8
热气球在一定高度上飞行 驾驶员需要不时地开启加热
,
器对气囊内的空气加热 使其浮力与重力时刻保持平衡
, 。
160第六章 浮力
练 1. 某油轮从密度较小的水域驶入密度较大的水域,油轮受到的浮力
习
如何变化? 船身浸入水中的体积又如何变化?
2. 浮子式液体密度计利用密度计在液
面上的漂浮条件来测量未知液体密
度。将同一支密度计分别置于甲、
乙两种液体中,静止后如图
6.3.9
所示。哪一种液体的密度较大? 密
度计的刻度值从上往下是如何变化
的? 它的刻度是否均匀?
图 浮子式液体密度计测
3. 已知常见物质的密度: ρ木 6.3.9
=0.6× 液体密度
/ , / ,
3 3ρ酒精 3 3
10kgm =0.8×10kgm
/ , / , / ,
ρ铁 3 3ρ水银 3 3ρ铝 3 3
=7.9×10kgm =13.6×10kgm =2.7×10kgm
/ 。请判断下列说法是否正确。
ρ蜡 3 3
=0.9×10kgm
体积相同的木块和蜡块,分别放入装有足量水的杯子中,木块
①
受到的浮力等于蜡块受到的浮力。( )
体积相同的铝块和铁块,分别放入装有足量水的杯子中,铝块
②
受到的浮力小于铁块受到的浮力。( )
质量相同的木块和铁块,分别放入装有足量水的杯子中,木块
③
受到的浮力大于铁块受到的浮力。( )
两个相同的铝块分别放入装有足量水银和水的杯子中,铝块在
④
水银中受到的浮力大于铝块在水中受到的浮力。( )
4. 查阅资料,说说我国载人潜水器的发展以及载人潜水器在促进国
家进步方面的应用前景。
161本章学到了什么
学 习 小 结

F " "U!U+'

0, 

 
 
"U!U
FFF F
" 
"! " '=L
F
F  >G  + 
 
 

ρ >ρ
   V  "
' F

=G '""
 G
"!  
    +/
 ρ =ρ
    ρ
 



' "
F <G 
  0"
 
  K 
+F
ρ <ρ 1
 
) 
FFF ρ gggVVV
" """ 
学 习 收 获
科学观念:通过浮力概念、阿基米德原理、物体浮沉条件等的学习,了解浸在
流体中的物体与流体间相互作用规律,知道自然界中相互作用的多种形式。
科学思维:通过阿基米德原理的验证,掌握假设 检验方法;通过浮力产生原
因的理论分析,有证据、合逻辑地运用科学推理方法,积累推理论证的经验。
探究实践:在浮力大小影响因素的研究中,依据生活经验作出浮力大小可能
与物体浸入液体深度(或体积)、物质材料、液体密度等因素有关的假设,并运用控
制变量法,规划研究方案,设计实验装置,根据实验结果归纳得出浮力大小与物体
浸入液体的体积、液体密度有关,与物体浸入液体的深度无关等结论。 通过本内
容的学习,经历完整的科学探究过程。
162态度责任:通过展现我国第一艘航母、“奋斗者”号等资料,充实有关国家科技
发展的认识,提升国家安全意识。
学 习 运 用
1. 如图所示是用自行车和废弃的水桶改装的水上自
行车,每个水桶的容积是18L,水上自行车的总质量为
25kg 。 制作者由于疏忽没有给其中一个水桶封口。 水桶
的质量忽略不计,求该水上自行车能够承受的骑行者的
最大质量。
2. 2022年5月15日,由中国科学院空天信息创新研
究院自主研发的“极目一号” 型浮空艇挑战海拔9000m
Ⅲ
第1题图 水上自行车
的观测高度,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。 “极
目一号”是无动力、有约束的一种飞行器,又叫系留气球,用比较长的系缆与地面
上的锚泊车相连。 对锚泊车进行操作,完成系缆的收放,即可实现浮空艇的升降。
假设在此前的一次实验中,浮空艇(表皮很薄)体积为9000m3,内部充有氦气
和空气的混合气体,其密度为0.2kg /m3,浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为
2×103kg ,系缆的质量为5×102kg ,浮空艇周围空气的密度为1.2kg /m3, g取
10N/kg ,其中一段时间浮空艇稳定在某一高度,系缆拉直。 锚泊车的质量应该满
足什么条件?
第2题图 浮空艇
1633. 活动:自制热气球。
(1) 取轻而结实的塑料薄膜6张,每张约130cm×43cm(如果现成塑料薄膜
的面积较小,可以用它们拼接成大的塑料薄膜),把塑料薄膜按图(a)所示的尺寸
(图中的单位为cm),左右各放宽0.5cm(留作黏合用),下端放长7cm(留作折边
和黏合用),剪成相同的6块。
(2) 将6块塑料薄膜用电熨斗加热,黏合成球形体,并在球形体下部嵌入弯
成圆形的细铜丝,把下部折边黏合,使球形体底部张开。
(3) 把废牙膏管上的铝片按图(b)所示的尺寸(两侧折边各4mm)剪下。 在
扇形的上半部分钻一些直径为1.5mm的通气孔。
(4) 将按步骤3制作的铝片两侧折边对折合拢,使其顶部呈圆台形,这样加
热器就制作完毕。
(5) 把1m长的细铜丝剪成三段,用它们将加热器固定在球形体下部的铜丝
上,以保证加热器不晃动。
(6) 在加热器底部钻一小孔,穿一小铜丝环,环上系细线作为控制线,如图
(c)所示。 在加热器中放进脱脂棉花,注入酒精,撑开球形体,然后点燃酒精,几分
钟后热气球就会升空。 (注意:放飞应在无风的室外进行,并避开电线、建筑物和
易燃物体。)
第3题图 自制热气球
164天 气 和 气 候
第七章
地球表面被一层厚达 2000 3000km的大气圈包围着。 我们生活在大气
~
圈的底部。 大气圈里发生的风雨雪雹、云雾雷电等天气现象,以及温暖湿润、寒
冷干燥等气候特点,与我们的生产和生活息息相关。科学 八年级上册
第一节 气温和降水
你和你的家人经常关注天气预报吗 你能从天气预报的语言 文字 图像中
? 、 、
获取哪些信息 天气预报给你的生活带来哪些便利
? ?
你感受到家乡的气候在一年中有哪些变化 这种变化对生活有哪些影响
? ?
一、 区分天气和气候
思 考 与 讨 论
雷电交加、全年干热、雨后初晴、长冬无夏、大雾弥漫、四季如春,这些词语中
哪些是描述天气的,哪些是描述气候的?
天气是指某一地区短时间内大气的冷热 干湿 风雨 阴晴等状况 天气是
、 、 、 。
时刻变化着的 人们常用气温 降水 湿度 云量 气压 风向 风速等描述天气
。 、 、 、 、 、 、
状况
。
一个地区多年的天气状况叫气候 与天气相比 一个地区的气候比较稳定
。 , 。
例如 北京的气候 各年的气温虽有差异 但每年都具有夏热 冬寒 春暖 秋凉的
: , , 、 、 、
特点 各年的降水量虽有不同 但每年都具有夏多冬少的特点 且秋季多晴天 春
; , , ,
季多风 由此可见 天气和气候既有联系又有区别
。 , 。
太阳辐射是大气最重要的能量来源 影响着地球上的冷热 风雨等天气变化
, 、 。
视 窗 五带的划分
我们知道地球上有五带:热带、南北温带和南北寒带。它们是怎么形
成的呢?
因为地球是个球体,太阳光线照射到地面的角度不一样,地面上单位
166第七章 天气和气候
面积接收到的光热就有差异。
从图 中可以看到,在南北纬 之间,太阳光直射,热量充
7.1.1 23.5°
足,属于热带。在南北纬 到南北极之间,太阳光斜射,且有极昼、极
66.5°
夜现象,热量最少,属于寒带。在南北纬 到南北纬 之间,热量
23.5° 66.5°
适中,阳光斜射,且没有极昼、极夜现象,属于温带。这样,地球上就出现
了五个热量带。五带的划分仅考虑了天文因素,没有考虑地形、海陆等地
理因素的影响。
90&N

  
6666..55&NN
 



2233..55&NN
 


 
  0&  
 
2233..55&SS
 
 

 
6666..55&SS

  
90&S
图 五带的划分
7.1.1
活 动 收集当地与天气有关的谚语
收集与天气有关的谚语,可以根据看云识天气(如“天上钩钩云,地
1.
上雨淋淋”)、看风识天气(如“白天东风急,夜晚湿布衣”)、看物识天气(如
“燕子低飞蚁搬家,天气一定要变化”)的分类进行收集。
与天气有关的谚语往往有地方性和季节性的特点。把当地的天气
2.
谚语记录下来,并解释其含义。观察天气现象并检验谚语,探究天气现象
的成因。
167科学 八年级上册
天气 气候与人类的生活和生产息息相关 它既能带来温暖 湿润 和风 细
、 , 、 、 、
雨 造福人类 又会造成严寒 酷暑 旱涝 风暴 影响人类的生活和生产 人们一
, , 、 、 、 , 。
方面利用有利的天气 气候条件 另一方面对不利的天气 气候条件进行人工调节
、 , 、
和防御 趋利避害
, 。
二、 气温
思 考 与 讨 论
你知道以下古诗中描写的是什么季节和地
1.
区吗?
惠崇春江晚景
宋·苏轼
竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。
蒌蒿满地芦芽短,正是河豚欲上时。
举例说明空气冷热变化对生活和生产的
2.
影响。
哪些自然和人为的原因会影响空气的冷热
3.
变化?
图 春江水暖鸭先知
7.1.2
气温是指空气的冷热程度 是重要的气
,
象要素之一 气象观测和记录的气温 是指
。 ,
离地面 放在百叶箱 图 内的温
1.5m ( 7.1.3)
度计测得的空气温度
。
气温是不断变化的 一天内的气温变化
,
称为气温日变化 一天中最高气温出现在
。 14
时左右 最低气温出现在清晨日出前 气候
, 。
统计中通常将一天内 时 时 时和
2 、8 、14 20
时四次气温的平均值定为日平均气温 图 百叶箱内的温度计
。 7.1.3
168第七章 天气和气候
活 动 气温的观测、记录和统计
观测是认识大气现象的一种基本方法。要了解一个地区的天气状
况,需要定时定点观测和记录该地区的气温、降水等大气状况。
活动过程
将校园某日测得的三次气温填入
1.
表 中,并计算日平均气温。(根据
7.1.1
学校时间可取 时、 时、 时三次气温
8 13 18
的平均值为日平均气温)
将图 中左侧三支温度计的
2. 7.1.4
水银柱顶端连成折线,就可以表示气温的
日变化;在右侧的温度计内用红色画出表
图 气温的测定和统计
示日平均气温的温度柱。 7.1.4
表 气温观测记录
7.1.1
时刻 时 时 时
8 13 18
气温
/℃
日平均
气温
/℃
注 有条件的学校 可观测记录一天中的最高气温和最低气温
( : , )
安全提示
如果没有百叶箱,可将温度计放在不受阳光直接照射、不受雨淋、
1.
通风良好的地方。
观测时距离温度计不要太近,测量时间不宜太长,避免呼吸影响温
2.
度。视线应与温度柱高度齐平。
169科学 八年级上册
活 动 绘制气温曲线图
用表 中的数据在图 中绘制一幅气温曲线图。图中的
1. 7.1.2 7.1.5
横坐标表示月份,纵坐标表示月平均气温。
表 年杭州月平均气温
7.1.2 1981—2010
月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
气温
4.6 6.4 10.316.221.424.728.928.224.018.812.9 7.0
/℃
数据来源 国家气象科学数据中心
( : )
/℃
35
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
图 绘制气温曲线图
7.1.5
将表中各月的气温数据用点标注出来,用平滑的曲线把各点连接
2.
起来。
讨论
说出杭州出现最高月平均气温、最低月平均气温的月份。
1.
下列哪一句话最符合杭州的气温特点?
2.
终年炎热
A.
夏季高温,冬季低温
B.
终年温和
C.
夏季凉爽,冬季温和
D.
170第七章 天气和气候
三、 降水
思 考 与 讨 论
你知道以下古诗中描写的是什么季节和地区吗?
1.
春夜喜雨(节选)
唐·杜甫
好雨知时节,当春乃发生。
随风潜入夜,润物细无声。
图 春夜喜雨
7.1.6
举例说明降水对生活的有利和不利影响。
2.
降水是指从云中降落到地面的雨 雪 雹等
、 、 。
气温和降水是两个最基本的气象要素
。
降水量是指某地在某一时段内 如一日 一月
( 、 、
一年 的降水深度 单位为
) , mm。
降水量通常用雨量器测定 一般在每天 时
。 8 、
时各观测一次 如遇降水天气 把雨量筒内的储
20 。 ,
水瓶 图 取出 将收集到的雨水或融雪水倒
( 7.1.7) ,
入雨量杯中 雨量杯上的读数即为降水量
, 。
通常所说的各地的月降水量和年降水量是根
据多年观测结果得出的平均值
图 雨量器和雨量杯
。
7.1.7
171科学 八年级上册
活 动 绘制降水柱状图
用表 中的数据在图 中绘制一幅降水柱状图。图中的
1. 7.1.3 7.1.8
横坐标表示月份,纵坐标表示降水量。
表 年杭州月平均降水量
7.1.3 1981—2010
月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
降水
量 79.8 86.1143.7122.5128.2211.8180.3156.1130.178.6 72.3 48.6
/mm
数据来源 国家气象科学数据中心
( : )
将表中各月的降水量数据在
2. /mm
图中用柱形绘出来,将各柱涂上颜色。 225
200
讨论 175
150
说出杭州降水较多的三个 125
1.
100
月份和降水较少的三个月份。
75
下列哪一句话最符合杭州 50
2. 25
的降水特点?
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
终年多雨
A. 图 绘制降水柱状图
夏季多雨,冬季少雨 7.1.8
B.
终年干旱少雨
C.
春夏少雨,秋冬多雨
D.
视 窗 卫星云图
云是由高空中的小水滴、冰晶等聚合而成的悬浮体。形态千变万化
的云,不仅能反映当时的大气状况,而且还能预示未来的天气变化。
卫星云图监测着全球的风云变幻,实现了从“天有不测风云”到风云可
172第七章 天气和气候
测的转变。
在气象卫星云图中,白色是云区。
人造地球卫星在高空鸟瞰大范围的云
况,并把图像不断传到地面监测中心。
万里无云的天气里,在卫星云图
上可以清晰地看到蓝色的海洋、绿色
或黄色的陆地。阴云密布、雨雪交加
的天气里,在卫星云图上显示一片白
色,云层愈厚,卫星云图上的颜色愈
图 卫星云图
白,降水的可能性愈大。
7.1.9
观察几幅连续的卫星云图,可以从中知道哪里是云区,云区向什么方向
移动,将会影响哪些地区。那些边缘清晰白亮的云团下面有可能是暴雨区。
活 动 参观气象台(站),了解现代气象观测
现代气象观测包括地面气象观测、高空气象观测、大气遥感探测和气
象卫星探测等。自动气象站由计算机控制,自动测量多种气象要素,并使
用有线或无线通信方式,将观测记录发送出去。高空气象观测站以无线
电探空仪为主要手段,并不断发展新的探空系统。
气压计、温度计、湿度计等,可直接测量相应的大气特性。气象雷达、
红外线辐射计等接收不同高度的大气信号,揭示大气特性的空间分布。
电子计算机等现代自动化技术分析处理大量气象信息,给出实时结果,如
极轨气象卫星每 小时就能给出覆盖全球的气象资料。全球气象观测
12
网主要为日常天气预报、灾害性天气监测等提供资料,并通过全球通信网
络及时提供给各国使用。
有条件的学校,可组织参观附近的气象台(站)或有气象观测设施
1.
的科技馆(站)等,并请气象科技人员作介绍。
173科学 八年级上册
图 气象观测设备
7.1.10
可与气象专业人员共同制订参观计划,包括参观目的、参观项目、
2.
参观顺序、报告内容、问题讨论等,并组织实施。
中 国 成 就 风云系列气象卫星
我国自 世纪 年代开始发展气象卫星,截至 年 月已发射
20 70 2023 8
了 颗气象卫星,其中 颗在轨运行,是继美国、俄罗斯之后第三个同时
21 9
拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。我国的风云系列气象卫星在
天气预报、气象服务、灾害监测、科学研究等众多领域大显身手,北京奥运
会的成功举办也有它们的功劳,被称为“百姓星”“中国星”。
图 风云系列气象卫星
7.1.11
练 1. 下列对天气和气候的叙述是否恰当,请说明理由。
习 () 新疆乌鲁木齐具有全年少雨、气温变化剧烈的天气特点。
1
() 浙江宁波夏季的气候特点是:晴,风力 级,最高气温
2 4~5
,最低气温 。
33℃ 28℃
174第七章 天气和气候
2. 大气最重要的能量来源是( )。
地球内部 大气本身 太阳辐射 地球表面
A. B. C. D.
3. 气象观测记录的气温是指( )。
户外高空的气温
A.
室内离地面 高度的气温
B. 1.5m
户外树林下的气温
C.
离地面 高度百叶箱内的气温
D. 1.5m
4. 降水是指( )。
液态的露水和固态的霜 下雨后地面的积水量
A. B.
从天空降落到地面的雨水 降落到地面的雨、雪、雹等
C. D.
5. 降水量是指( )。
降水的质量 降水的体积
A. B.
降水的深度 降水的面积
C. D.
6. 查阅资料,阐述我国在轨运行的风云系列气象卫星的基本数据、应
用领域及成功案例。
175科学 八年级上册
第二节 世界主要气候类型及其分布
太阳辐射在地表的不均匀分布为世界各地形成千差万别的气候类型奠定了
基础 气候学家主要依据各地气温和降水的特征 将全球气候划分为不同的类
。 ,
型 地球上各种气候类型的分布是有规律的
。 。
图 世界气候类型分布
7.2.1
一、 热带气候
热带气候集中分布在南北回归线之间的热带地区 热带气候最显著的特点
。
是全年气温较高 热量充足 热带气候类型有 热带雨林气候 热带稀树草原气
, 。 : 、
候 热带沙漠气候 热带季风气候
、 、 。
176第七章 天气和气候
图 热带雨林气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.2
思 考 与 讨 论
读图 ,并对照世界政区地图,说一说:热带雨林气候、热带稀树草原气
7.2.1
候、热带季风气候、热带沙漠气候主要分布在哪些大洲? 举例说明哪些国家属于
以上气候类型。
热带雨林气候区生长着茂密的森林 森林中的植物盘根错节 高 中 低各个
, , 、 、
层次树木密集 所以显得阴暗潮湿 森林中动植物种类繁多 典型动物有河马 猩
, 。 , 、
猩等 这种终年高温多雨的气候条件适宜种植橡胶等多种热带经济作物
。 。
视 窗 “准时”的天气“钟”
在热带雨林气候区,一天中的天气变化有一定的规律性。清晨一般
天气晴朗,凉爽宜人;临近午间,天空中的云层越积越厚;午后一两点钟,
天空乌云密布,雷声隆隆,暴雨倾盆而下;降雨一直可以持续到黄昏;之后
又雨过天晴,天气转凉。
热带稀树草原气候区 有大片的草原 草原上稀疏点缀着一些高大的树木
, , 。
177科学 八年级上册
在多雨的湿季 植物生长茂盛 草原显得生机勃勃 到了少雨的干季 草木凋萎
, , 。 , ,
树叶飘落 原野变得一片枯黄 这里是长颈鹿 斑马等草食动物以及狮子等肉食
, 。 、
动物栖息的理想场所 被称为 动物的王国
, “ ”。
图 热带稀树草原气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.3
图 热带沙漠气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.4
热带沙漠气候区全年炎热少雨 沙漠广布 植物稀少 动物大都有很强的耐
, , 。
饥 耐旱能力 能一连几天不饮不食 典型动物如骆驼 沙漠狐等
、 , , 、 。
热带季风气候区有旱季和雨季之分 植物在旱季有落叶现象 林中动植物种
, 。
类很多 如大象 孔雀等 热带季风气候区适宜种植多种热带经济作物
, 、 。 。
178第七章 天气和气候
图 热带季风气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.5
思 考 与 讨 论
根据气温曲线和降水量柱状图,比较热带季风气候与热带稀树草原气候特点
的异同。
二、 温带气候
温带气候集中分布在南北回归线与南北极圈之间的温带 温带气候的基本
。
特点是冬冷夏热 四季分明 温带气候可分为 地中海气候 亚热带季风和亚热带
, 。 : 、
湿润气候 温带海洋性气候 温带季风气候 温带大陆性气候 亚寒带针叶林气候
、 、 、 、 。
思 考 与 讨 论
读图 ,并对照世界政区地图,说一说:地中海气候、亚热带季风和亚热带
7.2.1
湿润气候、温带海洋性气候、温带季风气候、温带大陆性气候、亚寒带针叶林气候
主要分布在哪些大洲? 举例说明哪些国家属于以上气候类型。
179科学 八年级上册
地中海气候区夏季炎热干燥 冬季温和多雨 植物有适应夏季干热气候的耐
, ,
旱特征 很多植物叶片呈硬叶或针刺状 而冬季花草树木比夏季更葱绿美丽 著
, , 。
名的栽培作物有油橄榄 葡萄和柑橘等
、 。
图 地中海气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.6
亚热带季风和亚热带湿润气候区夏季高温多雨 冬季温和少雨 这里生长着
, 。
常绿阔叶林 如亚洲的樟 竹 茶等 它们都是著名的经济林木 亚热带季风和亚
, 、 、 , 。
热带湿润气候区适宜种植水稻等农作物
。
图 亚热带季风和亚热带湿润气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.7
180第七章 天气和气候
图 温带海洋性气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.8
温带海洋性气候区全年温和多雨 生长着温带落叶阔叶林 这种气候由于阴
, 。
雨天多 不利于谷物成熟 却有利于多汁牧草生长 适宜发展畜牧业
, , , 。
温带季风气候区夏季高温多雨 冬季寒冷干燥 区内生长着温带落叶阔叶
, 。
林 适宜种植小麦 玉米等多种农作物 梨 苹果 柿是这里著名的果树 在这里栖
, 、 。 、 、 ,
息的动物有黑熊 松鼠等
、 。
图 温带季风气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.9
温带大陆性气候区远离海洋 海洋上的湿润气流难以到达 降水稀少 气温年
, , ,
较差和日较差都很大 这里分布着大片的温带草原 是世界重要的牧场分布区
。 , 。
181科学 八年级上册
由于越向内陆气候越趋于干旱 这里动植物逐渐稀少 大陆中心沙漠广布
, , 。
图 温带大陆性气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.10
亚寒带针叶林气候区冬季严寒 夏季温暖 由于纬度较高 气温较低 气候比
, 。 , ,
较湿润 这里分布着大片的针叶林 针叶林中大多是杉 松等针叶树 树叶呈细长
, 。 、 ,
针状 有很厚的角质层 能忍耐寒冷的气候 为世界重要的用材树种 这里的典型
, , , 。
动物有驯鹿 紫貂等
、 。
图 亚寒带针叶林气候景观及其典型地区的气候特征
7.2.11
182第七章 天气和气候
三、 极地气候和高原山地气候
极地气候分布在南 北极圈附近及其以内地区 包括亚洲 欧洲和北美洲的北
、 , 、
部以及南极洲 极地气候一般又细分为寒带苔原气候和寒带冰原气候 由于纬
。 。
度高 这里气候终年严寒 降水稀少 极圈附近夏季气温虽稍高 但树木 草类很
, , 。 , 、
难生长 只生长一些苔藓 地衣 典型动物有北极熊 海豹 企鹅等 它们的毛皮很
, 、 。 、 、 ,
厚 极地附近终年酷寒 覆盖着很厚的冰雪
。 , 。
图 极地气候景观 图 高原山地气候景观
7.2.12 7.2.13
高原山地气候分布在亚洲 欧洲 非洲和南 北美洲的一些海拔很高的高山
、 、 、 、
高原地区 一般来说 地势越高 气温越低 海拔平均每升高 气温约下降
。 , , , 1000m,
因此 高山地区的气候明显随高度的变化而变化
6℃。 , 。
思 考 与 讨 论
读图 并查阅资料,说出极地气候和高原山地气候的分布地区以及分布
7.2.1
特点,寻找气候最寒冷的地区。
视 窗 赤道山峰上的“雪冠”
非洲的最高峰乞力马扎罗山,海拔约 ,气势宏伟。它位于坦桑
5890m
尼亚东北部,靠近肯尼亚边境。乞力马扎罗山是一座死火山,山顶火山灰
183科学 八年级上册
和终年不化的冰雪凝结在一起,整
个山峰犹如戴上了一顶银光闪闪的
“雪冠”。
乞力马扎罗山离赤道很近,山脚
气候炎热,热带雨林茂密。随着海拔
的增高,气温降低,山体表面也由森
林逐步过渡到草地、荒漠。乞力马扎
罗山山顶气候终年寒冷,为一片冰雪
世界。但是,随着全球气候变暖,乞
图 乞力马扎罗山
7.2.14
力马扎罗山“雪冠”面积明显缩小,很
多科学家预测,几十年后,乞力马扎罗山的冰雪将融化消失。
练 1. 读热带雨林气候、热带稀树草原气候、热带沙漠气候、热带季风气
习
候的气温曲线和降水量柱状图,讨论并回答:
() 这四种气候的共同特点是 。
1
() 降水量多且各月降水变化较小的气候类型是 。
2
() 各月降水量都很少的气候类型是 。
3
() 降水量随季节有明显变化的气候类型是 。
4
2. 根据本节内容,仿照上题,设计温带气候相关问题,讨论并回答。
184第七章 天气和气候
第三节 我国气候的主要特点
在地理位置 地形地势 大气运动等因素的影响下 我国气候表现出季风气候
、 、 ,
显著 气候复杂多样的特点
、 。
一、 季风气候显著
我国大多数地区一年内的盛行风向随季节显著变化 是世界上著名的季风气
,
候区 尤其是东部广大地区 由北向南分布着温带季风气候 亚热带季风气候和
。 , 、
热带季风气候 冬季盛行来自高纬度大陆的偏北风 寒冷干燥 这就是冬季风 夏
。 , , ;
季盛行来自低纬度海洋的偏南风 温暖湿润 这就是夏季风
, , 。
我国由于受季风影响 与世界上同纬度的各地相比 冬季气温偏低 而夏季气
, , ,
温偏高 气温年较差偏大 降水量的季节变化和年际变化也很大
, , 。
活 动 比较世界上纬度相近城市的气温
读表 ,分析问题。
7.3.1
表 北京与纽约 齐齐哈尔与巴黎气温的比较
7.3.1 、
地点 北京 纽约 齐齐哈尔 巴黎
纬度
39°54'N 40°40'N 47°23'N 48°58'N
月平均气温/
1 ℃ -4.5 -0.8 -19.6 3.1
月平均气温/
7 ℃ 26.4 22.8 22.6 19.0
气温年较差/
℃ 30.9 23.6 42.2 15.9
我国北京、齐齐哈尔的 月平均气温,分别比美国纽约、法国巴黎
1. 1
的 月平均气温低多少?
1
185科学 八年级上册
我国北京、齐齐哈尔的 月平均气温,分别比美国纽约、法国巴黎
2. 7
的 月平均气温高多少?
7
我国北京、齐齐哈尔的气温年较差,分别比美国纽约和法国巴黎的
3.
气温年较差大多少?
我国通常以大兴安岭 阴山 贺兰山 巴颜喀拉山 冈底斯山一线为界 分
— — — — ,
为季风区和非季风区 分界线以东 以南地区为季风区 分界线以西 以北地区为
: 、 , 、
非季风区 季风区受夏季风影响很明显 降水丰富且主要集中于夏季 非季风区
。 , ;
夏季风很难到达 降水稀少 全年都比较干旱
, , 。
图 中国的季风区和非季风区
7.3.1
186第七章 天气和气候
图 我国季风活动示意
7.3.2
视 窗 我国降水东南多、西北少
我国东南地区夏季盛行来自海洋的夏季风,夏季风带来暖湿空气,形
成充沛降水。西北内陆地区远离海洋,又有山地、高原阻挡,来自海洋的
夏季风不易到达,大部分地区由于缺乏水汽来源降水稀少,加之水分蒸发
十分旺盛,成为干旱地区。
图 我国年降水量分布
7.3.3
187科学 八年级上册
二、 气候复杂多样
我国地域辽阔 有多种温度带和干湿地区 这使得我国的气候具有复杂多样
, ,
的特点 我国高低悬殊的地势和多种多样的地形 进一步增加了气候的复杂性和
。 ,
多样性 复杂多样的气候 使世界上绝大部分农作物和动植物都能在我国找到适
。 ,
合生长的地区 因此 我国的农作物和动植物资源品种十分丰富
, , 。
图 我国的气候类型
7.3.4
视 窗 我国发展农业的气候条件
夏季,我国除青藏高原等部分地区以外,南北普遍高温,这使得我国
北方许多地区也能种植棉花、玉米等喜温作物,一些地方还能种植水稻。
同时,我国大部分地区降水集中在夏季,高温期与多雨期几乎同时出现,
“雨热同期”使得农作物、树木、牧草在旺盛的生长季节里得到充足的水分
188第七章 天气和气候
和热量。
世界上北纬 的其他地区大多是干旱的荒漠。我国处于这一
15°~30°
纬度带的长江以南地区,受惠于“雨热同期”的季风气候,成为降水丰沛的
“鱼米之乡”。
我国气候的复杂性和多样性,为综合发展多种多样的农业,实行多种
农作制度,开展多种经营,生产丰富多样的农牧产品以及林木产品、水产
品等,提供了优越的气候条件。
1 东部季风气候区
.
我国东部背靠大陆 面向海洋 季风气候显著 夏季普遍高温多雨 有利于农
, , 。 ,
作物的生长 冬季受北方冬季风的影响 大部分地区寒冷干燥
; , 。
北方地区自然景色随季节变化而变化 冬季 千里冰封万里雪飘 一片银装
。 , ,
素裹 春季冰雪消融 农田翻耕播种 夏季炎热多雨 树木葱茏 庄稼茂盛 秋季满
; , ; , , ;
山红叶 庄稼黄熟 棉花吐白 硕果累累 是多彩的收获季节
, , , , 。
南方地区一年四季山青水绿 田野翠碧 河网纵横交织 湖泊星罗棋布 农作
, ; , ;
物全年都可生长 可一年两熟甚至三熟 这里是水稻主要产区 森林以亚热带常绿
, , ;
阔叶林为主 南部盛产香蕉 椰子 橡胶等作物
, 、 、 。
图 披上绿装的华北大地 图 河网密布的江南水乡
7.3.5 7.3.6
189科学 八年级上册
视 窗 浙东渔村“晒秋”
秋天是收获的季节。海边的“晒秋”是海边人家古老、传统的储存食
物的方式,极具地域特色。
大片嫣红的对虾、整排鲜香的鱼
鲞……在浙东沿海地区,秋季开渔后
由于大量捕上岸的新鲜海鱼来不及处
理和售卖,渔民们便将海鱼剖开后用
盐腌制,密密麻麻铺陈在特制的竹架、
晾晒网、晾晒笼中。天气好的时候,这
些海鱼晒上两三天就变成鱼干了。
图 浙东渔村“晒秋”
7.3.7 每年白露节气后,当地村里就有
晒鱼鲞的习俗。这时天气逐渐转凉,冷空气“转守为攻”,适合晾晒海产品。
当地家家户户晒鱼鲞的历史,已传承了上百年。近年来,随着旅游业
的发展,“晒秋”渐渐成为渔村一项特有的旅游项目。
东部季风区冬季南北气候差异显著 导致南北在传统民居以及生活习惯等方面
,
有较大差异
。
北方乡间传统的老式房屋 一般比较矮小紧凑 密闭程度较高 有良好保暖性
, , ,
能 北方人家常用做饭余热烧炕取暖 或通过安装双层玻璃窗来提高保暖效果
。 , ,
以适应漫长的寒冬
。
图 黑龙江省林区的木屋 图 云南省西双版纳的竹楼
7.3.8 7.3.9
190第七章 天气和气候
南方乡间民居高大宽敞 窗户较多 通风良好 以利于散热 降温 屋顶坡度
, , , 、 。
较大 便于雨水倾泻 屋檐伸出较长 防止雨水进入室内 城市街道两旁有人行廊
, ; , 。
俗称骑楼 以利于行人避雨遮阳
( ), 。
2 西北干旱气候区
.
我国西北地区深居欧亚大陆内部 远离海洋 又受山岭阻隔 导致湿润的水汽
, , ,
难以深入 降水量稀少 从而形成温带大陆性气候 这里冬寒夏热 气温日较差和
, , 。 ,
年较差都很大 新疆有 早穿皮袄午穿纱 的民谚 如托克逊在 月的午后 气温
。 “ ” , 9 ,
高达 以上 可穿纱衣 清晨最低气温降到 可穿皮袄 新疆少雨干旱
30℃ , ; 0~5℃, 。 ,
多平顶土坯房 平屋顶可晒粮食 瓜果
, 、 。
图 新疆绿洲 图 塔克拉玛干沙漠
7.3.10 7.3.11
3 青藏高寒气候区
.
青藏高原上空气稀薄 透明度高 晴天多 日照强烈 时间长 拉萨是有名的
、 , , 、 ,
日光城 由于海拔高 青藏高原上气温较低 冬寒夏凉 是我国夏季气温最低的
“ ”。 , , ,
地方 同纬度的黄河中下游地区和长江中下游地区 月平均气温一般都在
。 ,7 26℃
以上 而青藏高原大部分地区 月平均气温小于 有些地区甚至冰雪终年
, 7 10℃,
不化
。
在青藏高原的一些地势较低的谷地 湖滨和山麓地带 气温相对较高 这里分布
、 , ,
着肥美的草场 人们在这里放牧牛羊 种植粮食作物和蔬菜 牦牛 绵羊 山羊耐寒
, , 。 、 、
能力强 是高原上分布最广的三大牲畜 喜凉的青稞 小麦是当地主要的粮食作物
, ; 、 。
191科学 八年级上册
图 布达拉宫 图 珠穆朗玛峰
7.3.12 7.3.13
视 窗 我国夏季普遍高温、冬季北寒南暖
夏季除高山、高原地区外,我国南北普遍高温。东部地区南方纬度
低,气温高;北方纬度高,气温稍低。由于夏季北方白昼长,又有夏季风自
南向北吹送,南北气温的差别缩小了。西北干旱地区夏季日照时间长而
强烈,又缺乏海洋的调节,除高山地区外,气温比同纬度的东部地区高。
西南部青藏高原由于地势高,夏季气温比同纬度的东部平原、丘陵地区低
得多。
图 我国 月平均气温
7.3.14 1
192第七章 天气和气候
我国冬季北寒南暖,南北气温相差很大,从“千里冰封”到“郁郁葱
葱”,自然景色各不相同。由于南方纬度比北方低,接收的太阳辐射比北
方多,而北方受寒冷的冬季风影响比南方大,白昼又比南方短,因此北方
的冬季比南方冷得多。
图 我国 月平均气温
7.3.15 7
练 1. 下图中三种色块分别表示我国的东部季风区、西北干旱区和青藏
习
高寒区。请将表示三类气候区特点的序号填入图中相应的气候
区内。
图 三类气候区
7.3.16
193科学 八年级上册
2. 查阅资料,用气温、降水数据说明我国气候的主要特点。举例说明
气候对技术、工程(如青藏铁路建设)的影响,以及人类是如何扬长
避短地利用气候资源的。
194第七章 天气和气候
第四节 气象灾害
气象灾害往往造成人员伤亡和财产损失 因季风气候变异性大 我国气象灾
。 ,
害多发 防灾减灾任务更为突出
, 。
思 考 与 讨 论
你经历过哪些气象灾害? 描述一下你了解或经历的气象灾害的情景、危
1.
害,以及人们采取的防灾减灾措施。
你从各种媒体上还知道哪些气象灾害? 它们造成哪些危害? 人们采取了
2.
哪些防范措施?
一、 台风
台风是发生在热带海洋上的强烈空气旋涡 侵袭我国的台风大多发生在夏秋
。
季节 在我国东南沿海登陆 我国是世界上少数几个受台风影响严重的国家之一
, 。 。
台风有巨大的能量 会引起狂风 暴雨 巨浪和风暴潮 对人民生命财产造成威胁
, 、 、 , 。
台风来临前 根据气象台发布的台风警报 船舶 汽车 飞机应远离台风经过
, , 、 、
的地区 人们应停止前往台风途经地区 在台风经过的地区要加固堤岸 防止海
, 。 ,
水 河水 湖水漫溢 疏通排水管道 防止因堵塞而积水 对户外易吹倒或坠落的
、 、 , , 。
物件 应加固或拆除 以免伤人
, , 。
视 窗 台风“梅花”对浙江的影响
台风“梅花”于 年 月 日在西北太平洋洋面上生成并逐渐加
2022 9 8
强, 月 日登陆浙江舟山。受其影响, 月初,浙江宁波要求当地渔船
9 14 9
回港避风,并对各个港口码头进行巡查,防止台风来临时渔船走锚引发碰
195科学 八年级上册
撞等安全事故。
月 日,宁波 条主要客渡运航线全部停航;舟山 条水上客渡
9 13 26 70
运航线全线停航;杭州西湖景区所有船舶停止航行;湘湖景区、青山湖景
区封航,西溪湿地所有游船停航停运;三堡船闸、新坝船闸暂停运行。
月 日,宁波机场取消全部航班;宁波、舟山、台州中小学停课一
9 14
天;富春江船闸暂停运行;杭州多个博物馆发布临时闭馆公告,多个公园
临时闭园。
图 接近浙江的台风“梅花” 图 台风“梅花”路径图
7.4.1 7.4.2
每年盛夏时节 长江中下游地区常常受单一的暖热气流影响 天气晴朗 降水相
, , ,
对减少 但蒸发强烈 往往会出现严重旱情 形成 伏旱 不利于水稻等农作物的生
, , , “ ”,
长 这时台风的出现往往会带来大量降水 可以解除或缓解长江中下游地区的
。 ,
旱情
。
二、 洪涝
洪涝灾害包括洪水和雨涝两种类型
。
洪水是由暴雨等自然因素引起的江河湖水泛滥的现象 我国是世界上洪水
。
频发且影响范围广泛的国家之一 东部地区夏秋季节易发生暴雨洪水 山地 丘
。 。 、
陵和高原等地区则常暴发山洪 北方的一些河流有时还会因冰凌融化而引发洪
。
196第七章 天气和气候
图 洪水
7.4.3
水 西部非季风区的一些高山地区有时会发生融雪洪水
。 。
雨涝是由降雨造成的低洼地区淹没 渍水的现象 在农村 雨涝造成农作物
、 。 ,
减产或绝收 在城镇 道路积水引起交通受阻 影响正常的生产生活
; , , 。
洪涝灾害往往带来巨大的人员伤亡和财产损失 防洪救灾是我国的一项长期
,
而艰巨的任务
。
视 窗 浙江推进“五水共治”
浙江因水而名、因水而兴、因水而美。水是生产之要,什么样的生产
方式和产业结构,决定了什么样的水体水质,治水就是抓转型;水是生态
之基,气净、土净,必然融入水净,治水就是抓生态;水是生命之源,老百姓
每天洗脸时要用、口渴时要喝,治水就是抓民生。
年底,浙江作出治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水“五水共
2013
治”决策部署,以治水为突破口,倒逼产业转型升级,开展治污行动。“五
水共治”在推进浙江水环境质量持续改善的同时,助推地方经济高质量发
展,为我国其他地区水污染治理提供了有益借鉴。
图 五水共治
7.4.4
197科学 八年级上册
三、 干旱
干旱是因久晴不雨导致土壤和空气干燥的现象 干旱造成农业减产 以及生
。 ,
活生产用水困难 旱灾是我国主要气象灾害之一 各地在冬春季发生干旱的频次
, 。
最多 持续时间长 旱情严重 我国重视兴修水利 以减轻灾情
, , 。 , 。
图 干旱
7.4.5
四、 寒潮
寒潮是来自高纬度地区的强烈冷空气侵袭中低纬度地区的天气现象 寒潮
。
经过的地区 气温大幅度下降 常伴有风雪 影响农牧业 工业生产 交通和人民生
, , , 、 、
活 是一种影响范围较大的灾害性天气
, 。
影响我国的寒潮主要发生在每年的 月至次年 月 寒潮暴发带来降温 大
10 4 , 、
风 雨雪和霜冻等天气 准确预报寒潮有利于采取防御措施 减少大风 严寒对农
、 。 , 、
牧业和人民生活等的危害
。
获悉气象台发布的寒潮警报后 应立即做好防寒保暖工作 如对水管采取保
, ,
暖防冻措施 以免冰冻时水管破裂 为了避免寒潮冻伤农作物 可采取熏烟 燃
, 。 , 、
火 覆盖 灌水等措施 提高近地面气温或土壤表层温度 还可以种植耐寒作物 调
、 、 , , ,
整作物的播种期
。
198第七章 天气和气候
活 动 气象灾害调查
调查当地常见的气象灾害,并填写下表。
表 气象灾害调查表
7.4.1
日期 年 月 日 地区 调查人
: : :
气象灾害名称 发生季节
受灾范围
成灾情况
防灾减灾
措施及成效
改进建议
资料来源
视 窗 人类活动对气候的影响
除了自然因素外,人类活动也会引起气候变化,这又反过来影响人类
的生产和生活。
人类在生产和生活中大量燃烧煤、石油、天然气等燃料,增加了大气
中二氧化碳等温室气体的含量;大量毁掉吸收二氧化碳的森林,加剧了全
球变暖。
全球变暖一方面使农作物种植范围和品种向高纬度地区扩展,农作
物生长期因此延长,另一方面使水分从农田中加速蒸发,造成干旱。全球
变暖还会导致冰雪融化、水体膨胀、海平面上升、沿海低地被淹没。
199科学 八年级上册
科 学 家 竺可桢的故事
竺可桢( — ),中国气象学家、地理
1890 1974
学家。作为我国历史上第一位气象学博士,竺
可桢创办了中国第一个气象研究所,在全国范
围内广设测候所,从外国人手中收回天气预报
“主权”。竺可桢为我国近现代气象事业做了大
量奠基性的工作,成为近代中国“问天”第一人。
竺可桢是中国物候学的创始人,自 年
1921
留学回国的第二天直到 年逝世的前一天,
1974
他每天都观察并记录物候和天气,并且广泛收
图 竺可桢
7.4.6 集历史物候资料。他与宛敏渭合撰的《物候学》
一书,为我国农业发展作出重要贡献。晚年,他又发表了集其毕生研究成
果的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,引起世界关注。
资料查阅
请查阅资料,整理能体现竺可桢爱国敬业、勇担责任的事迹,和同学
们交流。
练 1. 【多选】我国的洪涝灾害多发生在( )。
冬季 夏季 东部 西部
习
A. B. C. D.
2. 我国的旱灾多发生在( )。
冬春季 春秋季 春夏季 夏秋季
A. B. C. D.
3. 影响我国的台风多发生在( )。
冬春季 春夏季 夏秋季 秋冬季
A. B. C. D.
4. 我国的寒潮多发生在( )。
月至 月 月至次年 月
A.4 10 B.10 4
月至次年 月 月至 月
C.12 1 D.10 12
200本章学到了什么
学 习 小 结
! !

!#
&L !
K!
&/ 8!
&!
&!$!
&M!
"!
 
&M &#"!

#""!

! #!
#M!
!
 #K!
I !
! P !
M!9
 
! 
M
* *"+
"!


$
201学 习 收 获
科学观念:通过气温、降水、气候类型等概念的学习,认识天气和气候形成、变
化的规律,初步认识地球大气圈。
科学思维:通过天气现象、气候类型的分析和判断,科学地思考、分析问题,提
高解决问题的能力。
探究实践:通过气温、降水等气象要素和天气现象的观测、分析、判断,以及
参观考察等活动,掌握科学探究的方法,提高操作能力。
态度责任:通过世界与我国多种多样气候类型的学习,认识地球大气圈的复
杂性,思考并实践应对气象灾害的策略,树立人地协调观念。
学 习 运 用
1. 将下图中的各“气象要素”和相应的“含义”“计量单位符号”“观测仪器”用
直线连接起来。
第1题图 连接对应图框
2. 对照读图7.3.14、图7.3.15及“我国五个城市的各月气温变化曲线”图,
填写下表,并回答问题:
202第2题图 我国五个城市的各月气温变化曲线
我国五个城市气温比较
城市 拉萨 乌鲁木齐 兰州 广州 哈尔滨
所在气候区
年平均气温
/℃
月平均气温
1 /℃
月平均气温
7 /℃
指出五个城市中年平均气温和 月 月平均气温最高的城市 并说明
(1) 1 、7 ,
原因 指出五个城市中年平均气温和 月 月平均气温最低的城市 并说明
; 1 、7 ,
原因
。
一般来说纬度低的地区气温高 拉萨的纬度虽然比乌鲁木齐低 但是
(2) 。 , 7
月平均气温却比乌鲁木齐低 请说明原因
, 。
搜集五个城市的降水资料 参照第 题设计并回答问题
(3) , (1) 。
以你的家乡为例 说明气温和降水对生产生活的影响
(4) , 。
读图 至图 根据以下表格栏目要求进行讨论 填写这六种气
3. 7.2.6 7.2.11, ,
候类型的 月 月平均气温 冬季各月和夏季各月的降水量 并用简洁的语言归
1 、7 , ,
纳其气候特点
。
203不同气候类型的平均气温和降水量
月 月 月 月
气候类型 1 7 12、1、2 6、7、8 气候特点
平均气温 平均气温 降水量 降水量
/℃ /℃ /mm /mm
地中海气候
亚热带季风和
湿润气候
温带海洋性气候
温带季风气候
温带大陆性气候
亚寒带针叶林气候
204后记
后 记
华东师大版初中科学实验教材 第一版 是按照 义务教育科学课程标准
( ), 《
年级 实验稿 组织编写的 年经教育部全国中小学教材审定委员会
(7~9 )( )》 ,2001
审查通过并投入使用
。
年 月至 年 月使用的华东师大版初中科学教材 第二版 是严格
2012 7 2024 7 ( )
按照 义务教育初中科学课程标准 年版 的修订完成的 并经教育部审定
《 (2011 )》 ,
的义务教育教科书
。
本次教材修订是根据教育部的统一部署 按照 义务教育科学课程标准
, 《 》
年版 要求 于 年开始了全面修订工作
(2022 ) , 2023 。
本次教材修订严格按照新课标的要求 并邀请试验区与我们一起参与修订工
,
作 认真听取了他们的意见与建议 在反复研讨论证的基础上 对教材结构进行了
, , ,
合理的调整 使各册教材的编排更加适合初中学生的认知规律 在内容上进行了
, ,
一次全面的重新修订 更加注重基础性与时代性 并加强工业设计与物化等初步
, ,
要求 为了减轻学生课业负担 删繁就简 使教材更为精炼
。 , , 。
虽然我们为教材修订付出了不懈的努力 倾注了心血 今天呈现在广大师生
, ,
面前的这本修订后的新版教材 一定还有不足与问题 希望使用本教材的师生继
, ,
续为我们提出宝贵意见
。
联系方式
电话
:021 60821735 021 60821721
电子邮箱
:jcfk@ecnupress.com.cn