上册。一、工具和机械。
1、杠杆。实验材料：杠杆尺、钩码、记录表。
实验过程：1) 组装杠杆尺，左边代表阻力和阻力臂，中间的螺丝代表支点，右边代表用力和用力臂。
2) 左边的第二格挂两个钩码，右边的第一格挂四个钩码，可以使杠杆尺保持平衡。
3) 左边的第二格挂两个钩码，右边的第二格挂两个钩码，可以使杠杆尺保持平衡。
4) 左边的第二格挂两个钩码，右边的第四格挂一个钩码，可以使杠杆尺保持平衡。
5) 左边的第二格挂两个钩码，右边的第一格挂一个钩码，第三格挂一个钩码，也可以使杠杆尺保持平衡。
6) 记录实验的结果。
实验发现：1) 阻力臂小于用力臂，杠杆可以省力；
2) 阻力臂大于用力臂，杠杆会费力；
3) 阻力臂等于用力臂，杠杆不省力，也不费力；
4) 要使杠杆尺平衡，左右必须：阻力x阻力臂=用力x用力臂，或者杠杆尺左右力与力臂乘积的和相等。
2、轮轴。省力轮轴。
实验材料：支架、钩码、绳、轴1个、轮2个。
实验过程：1) 组装轮轴装置。
2) 在轴上挂2个钩码（阻力），轮上挂1个钩码（用力）可以保持平衡，记录实验数据。
3) 更换上大轮，轴不变，在轴上挂3个钩码（阻力），轮上挂1个钩码（用力）可以保持平衡，记录实验数据。
实验结果：1) 阻力在轴上，用力在轮上，轮轴可以省力；
2) 在轴不变的情况下，轮越大越省力。（阻力x轴半径=用力x轮半径）
费力轮轴。实验材料：支架、钩码、绳、轴轮。
实验过程：1) 组装轮轴装置。
2) 在轴上挂2个钩码（用力），轮上挂1个钩码（阻力）可以保持平衡，记录实验数据。
3) 更换上大轮，轴不变，在轴上挂3个钩码（用力），轮上挂1个钩码（阻力）可以保持平衡，记录实验数据。
实验结果：阻力在轮上，用力在轴上，轮轴会费力；在轴不变的情况下，轮越大越费力。
3、定滑轮和动滑轮。
定滑轮。实验材料：支架、滑轮、绳、钩码、测力计、记录表。
实验过程：1) 组装定滑轮装置。
2) 用测力计垂直提起1个钩码，读出、记录拉力的读数；
3) 通过定滑轮用测力计匀速提起1个钩码，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
4) 改变测力计拉动方向，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
实验结果：定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向。
动滑轮。实验材料：支架、滑轮、绳、钩码、测力计、记录表。
实验过程：1) 组装动滑轮装置。
2) 用测力计垂直提起1个钩码，读出、记录拉力的读数；
3) 通过动滑轮用测力计匀速提起1个钩码，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
4) 改变测力计拉动方向，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
实验结果：动滑轮可以省力，但不能改变用力的方向。
4、滑轮组。
1个定滑轮和1个动滑轮。
实验材料：支架、滑轮2个、绳、钩码、测力计、记录表。
实验过程：1) 组装滑轮组装置。
2) 用测力计垂直提起1个、2个钩码，读出、记录拉力的读数；
3) 通过滑轮组用测力计匀速提起1个、2个钩码，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
4) 改变测力计拉动方向，反复多做几次，读出、记录拉力的读数。
实验结论：滑轮组不仅可以省力，还可以改变用力的方向。
2个定滑轮和2个动滑轮。
实验材料：支架、滑轮4个、绳、钩码、测力计、记录表。
实验过程：1) 组装动滑轮装置。
2) 用测力计垂直提起2个钩码，读出、记录拉力的读数；
3) 通过滑轮组用测力计匀速提起2个钩码，反复多做几次，读出、记录拉力的读数；
4) 比较一个定滑轮一个动滑轮和两个定滑轮两个动滑轮拉力的变化。
实验结论：使用两个定滑轮两个动滑轮，可以省更多的力。
5、斜面。实验1
研究的问题：斜面可以省力吗？
我们的假设：斜面可以省力。因为我们发现，沿着盘山公路上山，比沿着直线上山省力。
实验材料：一块光滑的木板、支撑物、测力计、玩具小车、记录纸。
实验过程：1) 搭建一个简单斜面。
2) 用测力计垂直匀速提起小车，读出测力计的读数，记录下来。
3) 沿斜面用测力计匀速拉上去，读出测力计的读数，记录下来，反复多做几次。
4) 比较用测力计垂直提起小车和沿着斜面拉上去拉力读数的变化。
实验结论：斜面可以省力。
实验2研究的问题：斜面省力多少与坡度大小有什么关系吗？
我们的假设：斜面省力多少与坡度大小有关。
实验材料：一块光滑的木板、三个高低不同的支撑物、测力计、玩具小车、记录纸。
实验过程：1) 搭建一个坡度较大的简单斜面，沿斜面用测力计匀速提起小车，反复多做几次，读出测力计的读数，并记录下来。
2) 搭建一个坡度中等的简单斜面，沿斜面用测力计匀速提起小车，反复多做几次，读出测力计的读数，并记录下来。
3) 搭建一个坡度较小的简单斜面，沿斜面用测力计匀速提起小车，反复多做几次，读出测力计的读数，并记录下来。
4) 比较三次拉力读数的变化。
实验结论：斜面省力的多少与坡度大小有关。坡度越小，省力越多；坡度越大，省力越小。
二、形状和结构。
1、纸的宽度与抗弯曲能力。
研究问题：纸的宽度与抗弯曲能力有关吗？
研究假设：纸的宽度与抗弯曲能力有关。
不变量：纸的长、厚度和质地，纸梁的高度和跨度，垫圈的大小、摆放位置、摆放方法，弯曲的标准、记录表等。
变量：纸的宽度 2厘米 4厘米 8厘米。
实验过程：1) 在两个高度相同的木块之间放好2厘米宽的纸条，把垫圈轻轻放在纸条中间，直到纸条接触到桌面为止，清查垫圈数-1就是纸条的最大承重量，并记录下来。
2) 纸条换成4厘米宽的，其他条件不变，继续上面的实验。
3) 纸条换成8厘米宽的，其他条件不变，继续上面的实验。
4) 比较纸条的宽度和最大承重量的关系。
实验结论：纸的宽度增加，抗弯曲能力也会增加。
2、纸的厚度与抗弯曲能力。
研究问题：纸的厚度与抗弯曲能力有关吗？
研究假设：纸的厚度与抗弯曲能力有关。
不变量：纸的长、宽度和质地，纸梁的高度和跨度，垫圈的大小、摆放位置、摆放方法，弯曲的标准、记录表等。
变量：纸的厚度 1层 2层 4层。
实验过程：1) 在两个高度相同的木块之间放好1层的纸条，把垫圈轻轻放在纸条中间，直到纸条接触到桌面为止，清查垫圈数-1就是纸条的最大承重量，并记录下来。
2) 纸条换成2层的，其他条件不变，继续上面的实验。
3) 纸条换成4层的，其他条件不变，继续上面的实验。
4) 比较纸条的厚度度和最大承重量的关系。
实验结论：纸的厚度增加，抗弯曲能力会大大增加。
3、纸的形状与抗弯曲能力。
研究问题：纸的形状与抗弯曲能力有关吗？
研究假设：纸的形状与抗弯曲能力有关。
不变量：纸的长、宽、厚和质地，纸梁的高度和跨度，垫圈的大小、摆放位置、摆放方法，弯曲的标准、记录表等。
变量：纸的形状u
实验过程：1) 在两个高度相同的木块之间放好“━”的纸条，把垫圈轻轻放在纸条中间，直到纸条接触到桌面为止，清查垫圈数-1就是纸条的最大承重量，并记录下来。
2) 纸条依次换成u”的，其他条件不变，继续上面的实验。
3) 比较纸条的形状和最大承重量的关系。
实验结论：改变纸的形状，抗弯曲能力也会增加。
4、拱形的抗弯曲能力。
研究问题：拱形的承重量与推力大小有关吗？
问题假设：推力越大，拱形的承重量越大。
实验材料：拱形纸、垫圈若干、书两摞。
实验过程：1) 把垫圈轻轻放在拱形纸的中间，直到纸条接触到桌面为止，清查垫圈数-1就是纸条的最大承重量，并记录下来。
2) 用两本书抵住拱足，其他条件不变，继续上面的实验。
3) 用两摞书抵住拱足，其他条件不变，继续上面的实验。
4) 比较拱形纸的最大承重量。
实验结论：推力越大，拱形的承重量越大。
5、框架结构的性质。
用三根木棍扎成一个三角形框架，手推一下这个框架，感觉稳定而且形状不变。
用四根木棍扎成一个四边形框架，手推一下这个框架，感觉不稳定而且形状发生改变。
在四边形框架中加一根斜杆，手推一下这个框架，感觉稳定而且形状不变。
6、抵消拉力的拱桥。
模拟试验：竹片代表拱形，铁丝代表桥面。
实验过程：用竹片做成一个弓形，手可以感觉到拱形产生巨大的推力；两端用铁丝拉住，手拉一下铁丝，可以感觉铁丝有很大的拉力，拱形产生的推力被铁丝的拉力抵消，铁丝的拉力更强。
实验结论：拱上桥下的拱形桥面，不仅可以抵消拱的推力，而且可以使桥面的抗弯曲能力增强。
7、悬索桥的拉力。
模拟试验：椅子靠背代表桥塔，长绳代表悬索桥的主缆，木板代表桥面。
实验过程：1) 搭建模拟悬索桥装置。
2) 用手拉起桥面，然后拉起更高一些。
实验结论：悬索桥的主缆拉起桥面需要巨大的拉力；桥面越高，拉力越大。
三、能量。1、电可以产生磁性。
1) 用导线连接电池、开关和小灯泡成为一个简单电路，导线和指南针的方向一致，在不干扰指南针的情况下，接通电流，指针发生偏转。（说明电可以产生磁性。）
2) 把导线拉直，放在指南针的上方，导线和指南针的方向一致，接通电流，指针发生偏转。电流越强指针偏转的角度越大，最大不超过90度。（说明电流越大，产生磁性越强。）
3) 把指南针靠近线圈，线圈缠绕的方向和指针方向一致。接通电流，指针会发生偏转，越靠近中心，指针偏转的角度越大。最大偏转角度可以达到90度。
（说明增加线圈圈数，可以进一步增加磁性。）
2、电磁铁的制作和性质。
1) 电磁铁的制作：用带绝缘层的导线，在铁钉上沿一个方向缠绕，与电池接触的两头要除去绝缘层。
2) 电磁铁的性质：接通电源，产生磁性；切断电流，磁性消失。
3、电磁铁的磁极变化。
电磁铁的磁极是可以变化的。电池的正负极改变了，或者线圈绕向改变了，都能使电磁铁的南、北极发生改变。如果电池的正负极和线圈绕向同时改变，那么磁极不会改变。
不论是电池正负极改变，还是线圈绕向改变，其实都是电流的方向改变。
线圈绕向变了，磁铁的南极、北极也改变了。
电池的正负改变了，磁铁的南极、北极也改变了。
4、电磁铁的磁力变化。
1) 电磁铁磁力大小和线圈圈数关系的研究过程。
1)事实现象： 电磁铁的磁力大小是不同的。
2)提出问题： 电磁铁的磁力大小可能与那些因素有关。
3)作出推测： 电磁铁的磁力大小可能与线圈圈数有关．
4)作出假设： 线圈多，磁力大；线圈少，磁力小。
假设依据： 磁性是通电线圈产生的。
5)设计实验： 变量---线圈圈数 10匝 20匝 40匝 80匝
不变量---电池节数铁芯大小连接方式线圈材料线圈绕向等。
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