六上科学概念

1．《工具和机械》⑴机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。⑵有的机械可以省力，有的机械不能省力但能发挥其他作用。⑶不同的机械具有不同的结构和不同的功能。⑷解决生活中的实际问题需要选择合适的工具和机械。1-1《使用工具》机械指的是利用力学原理组成的各种装置，是能使我们省力或方便的装置。杠杆、轮轴、滑轮、斜面等都是机械。螺丝刀、钉锤、剪子这些机械构造很简单，又叫简单机械。有一些很费力、很难做的事情，如果我们使用了工具就可以省力、方便地完成了。不同的工具有不同的用途，不同的工具有不同的科学道理，同一个工具也有不同的用处。使用工具时要十分小心。你知道哪些工具名称？主要用途是什么？1-2《杠杆的科学》⑴在一根棍子下面放一个支撑的物体，就可以用它撬起重物了，人们把这样的棍子叫撬棍。像撬棍这样的简单机械叫做杠杆。杠杆有三个点：用力点、支点和阻力点。支撑着杠杆，使杠杆能围绕着转动的位置叫支点，在杠杆上用力的位置叫用力点，杠杆克服阻力的位置叫阻力点。⑵有的杠杆能省力（当用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，杠杆省力），有的杠杆费力（当用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时，杠杆费力），有的杠杆不省力也不费力（当用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时，杠杆不省力也不费力）。⑶杠杆尺是我们研究杠杆作用的好工具。杠杆尺中间固定，左右两边格数相等，要使杠杆尺平衡，左边的格数乘以所挂钩码数要等于右边的格数乘以钩码数，乘积不同就不平衡，积大的那端下沉。在杠杆尺上挂钩码，每一边都要挂在同一格下。（杠杆尺格数数法：4321•1234）1-3《杠杆类工具的研究》杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力的杠杆。阻力点在支点与用力点中间的杠杆，总是省力（如开瓶器、裁纸刀、核桃夹）；用力点在阻力点和支点中间的杠杆总是费力（如筷子、镊子）；支点在用力点和阻力点中间的杠杆，有时省力（用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离，如用螺丝刀撬罐子、用老虎钳夹断铁丝、用园林剪修剪树枝），有时费力（用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离，如火钳），有时不省力也不费力（用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离，如天平秤、跷跷板）。费力的杠杆往往能给人们带来方便，如延长手臂、便于拿取。杆秤也是杠杆类工具，秤盘连秤杆处是阻力点，提绳连秤杆处是支点，秤砣连秤杆处是用力点，“秤砣虽小，能压千斤”，杆秤往往是属于省力杠杆。提绳位置的确定对杆秤省力多少有很大的关系，提绳离秤盘处越近越能省力。画图时，要画出三个明显的点，再用线段指向旁边写出用力点、支点、阻力点。点都要画在工具上，阻力点画在工具与物体的接触处，支点可以是工具本身相交处，或是工具与其他物品的接触处。1-4《轮轴的秘密》像水龙头这样，轮子和轴固定在一起转动的机械叫做轮轴。在轮轴的轮上用力总是能够省力，轴不变，轮越大越省力。轮长与轴长的比，可看出在轮上用力时的省力情况。生活中的轮轴运用：门把手、汽车方向盘、自行车把手，自行车脚蹬、自行车后轮和齿轮、水龙头、用螺丝刀拧螺丝、用扳手拧螺母……也有用力在轴上的轮轴，如牛顿盘、小陀螺，在轴上用力是费力的。标出图中的轮和轴时，用线段，一端在轮或轴上，另一端往外标出，再写轮或轴。1-5《定滑轮和动滑轮》⑴定滑轮固定在一个位置转动，而不随着重物移动，如旗杆顶部的滑轮。⑵动滑轮位置不固定，可以随着重物一起移动，如塔吊的吊钩。抵住纸拱的外推力，纸拱能承受更大的压力，并且形状保持不变。许多桥梁都建成拱形，更加牢固。拱形承重的秘密：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。（可以用来解释西瓜皮拱为什么不垮）做不同力抵住拱足的对比实验：猜想：抵住拱足的重物数越多，拱能承受的压力越大。改变的条件：抵住拱足的重物数。不改变的条件：纸拱，单个垫圈重量，拱起程度实验过程：把一纸条弯成拱形，拱足各用一本书抵住，在纸拱上放垫圈，直到纸拱没法承受。拱足再分别用三本书、五本书抵住，在纸拱上放垫圈，比较所能承受的垫圈个数。能发现抵住拱足的重物（书本）数增加，拱能承受的压力增大。2-4《找拱形》圆顶形、球形等形状有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外推的力。球形在各个方向上都可以看成拱形，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外推的力，这使得它比任何形状都要坚固。生物体中的拱形：人的头骨（球形，可以很好地保护大脑），肋骨（护卫着胸腔中的内脏），足骨（足弓，更好地承载人体的重量）。龟壳、贝壳、螺壳、蛋壳……瓜、葱管、麦杆（管形）……（有什么意义？）生活中的拱形：安全帽、锅盖（圆顶形）、塑料饮料瓶……2-5《做框架》像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。三角形框架具有稳定性，利用三角形框架可以加固框架结构。正方体每个面上加一根斜杆，正方体上就有12个三角形，非常坚固，能承受几十本书的重量。在正方体内每个对角加一根斜杆，能靠数目最少的斜杆加固正方体。生活中的框架：空调外机架、铁塔、老式屋子的屋顶……2-6《建高塔》上小下大、上轻下重的物体稳定性好。铁塔不容易倒正是因为有这样的特点，另外还有：有大量的三角形框架结构，能透风，空气阻力小等原因。铁塔要受到的力有：自身的重量的其他重压，侧面来的风的力量。自己用水瓶建高塔可以：最下面的水瓶最大，装水最多，越往上所用瓶子越小，装水越少。可用胶带把各个瓶子粘在一起，还可用小棍在瓶的下面搭框架底座来支撑瓶子。（上小下大，上轻下重，并有三角形框架结构）2-7《桥的形状和结构》⑴桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。桥的形状和结构与它的功能是相适应的。⑵有些桥面在拱上方，有些桥面在拱下方。桥面在拱上方的的拱桥，桥下空间高，便于船的通行。桥面在拱下方的拱桥，桥板拉住了拱足，抵消拱向外的推力，减少了桥墩的负担，桥面也比较低而且平坦，方便通行。钢索桥主要由钢缆、桥塔、桥面组成，钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件，从结构上看是吊桥，桥面被钢缆吊起来，从功能上看是跨度很大。桥塔修得很高是为了降低钢缆的拉力。2-8《用纸造一座“桥”》设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如造桥的要求，材料的特性和数量、形状和结构等。3．《能量》⑴电流可以产生磁性。⑵电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。⑶改变电池正负极接法，改变线圈绕线的方向会改变电磁铁的南北极。⑷电磁铁磁力大小与线圈圈数、电池数量等有关。⑸能量有多种形式，能相互转化，储存在一些物质中。3-1《电和磁》1.电流可以产生磁性。这是丹麦科学家奥斯特在一次实验中发现的。电路短路，效果会更明显。因为电流会很强，但电池会很快发热，电能消耗大，因此只能接通一下，马上断开。通电线圈靠近指南针，会使指南针的指针发生很大的偏转，线圈的导线和指南针的指针平行，指南针偏转的角度最大，最大能偏转90度。2.不能点亮小灯泡的电池并不是完全没有电了，可以用线圈和指南针检测。3.右手：四指轻握，大拇指指向直导线中的电流方向，四指手指表示直导线周围的磁场，指尖指向南极（S）。另一种方法：纸上的线路图是平面图，电流从左到右，线上北极（N）、线下南极（S），电流从右到左时相反；电流从上往下，线左南极（S）、线右北极（N），电流从下往上相反。3-2《电磁铁》1.由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁。电磁铁具有“接通电流产生磁性、断开电流磁性消失”的基本性质。2.电磁铁（铁芯是直铁钉）两端磁力最强，是电磁铁的南北极。改变电池连接方式或改变线圈缠绕方向会改变电磁铁的南北极。3.右手：四指轻握，表示线圈中的电流方向，大拇指指向北极（N），另一端南极（S）。另一种方法：看线圈旁指南针偏转情况，能吸引S极的就是N极（北极），排斥S极的就是S极（南极）。4.电磁铁和磁铁的相同点：都有南北极，两极磁力最大，都能吸引铁一类的物质，都能使磁针发生偏转；不同点：磁铁的磁性是永久的，电磁铁在通电时具有磁性，断开电后磁性消失，磁铁的南北极是固定不变的，电磁铁的南北极因电池连接方式和线圈缠绕方向的改变而改变。5.电磁铁的南北极与哪些因素有关？我的猜想：电磁铁的南北极与线圈缠绕方向有关。改变的条件：线圈缠绕方向（怎样改变：顺时针缠绕、逆时针缠绕）不改变的条件：电池连接方向、同一节电池、同一枚铁钉、同一根漆包线、线圈缠绕圈数。实验过程：顺时针缠绕线圈20圈，接通电源，分别用电磁铁的两端去接近指南针，根据同极相斥、异极相吸的原理来判断电磁铁的南北极；把线圈解开后逆时针缠绕20圈，然后用电磁铁的两端分别去接近指南针，来判断电磁铁的南北极，看电磁铁的南北极是否发生了改变。（注：如果要研究与电池连接方向有关，自己口头说说应该怎样去研究。）3-3《电磁铁的磁力（一）》3-4《电磁铁的磁力（二）》1.电磁铁的磁力是可以改变的。电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关：圈数少磁力小，圈数多磁力大；电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池少则磁力小，电池多则磁力大。电磁铁的磁力大小与线圈和铁芯间的距离有关：距离远则磁力小，距离近则磁力大。电磁铁的磁力大小与线圈粗细长短、铁芯粗细长短、导线粗细长短等因素有一定关系。2.电磁铁的磁力与哪些因素有关？研究的问题：电磁铁的磁力大小与线圈圈数多少有关系吗？我的猜想：线圈圈数多，磁力大；线圈圈数少，磁力小。改变的条件：线圈的圈数多少。（怎样改变：相差的数字大点，如10圈、20圈、40圈）保持不变的条件：电池的数量、铁芯的大小与形状、导线的粗细与长短、线圈与铁芯的距离远近。实验过程：1.在铁芯上绕10圈线圈，接通电源后，用电磁铁的一端去吸引大头针，断开电源后数所吸引的大头针数量，反复做三次；2.在铁芯上绕20圈线圈，通电后用一端去吸引大头针，清点数量，反复三次；3.在铁芯上绕40圈线圈，通电后用一端去吸引大头针，然后清点，反复三次；4.比较线圈圈数不同所吸引的大头针数量的不同，数量多说明电磁铁磁力大。（还可以研究电磁铁磁力大小与电池数量多少有关系吗？电磁铁磁力大小与铁芯的粗细有关系吗？电磁铁磁力大小与铁芯的形状有关系吗？电磁铁磁力大小与线圈和铁芯间的距离远近有关系吗？但每次实验只能改变一个因素，而且每种情况下实验要反复做三次。）3-5《神奇的小电动机》1.玩具小电动机的功能是把电能变成了动能（机械能）。小电动机由外壳、后盖和转子组成，外壳内侧有磁铁，后盖内有电刷，转子由绕着线圈的铁芯和换向器组成。转子上一般有几组线圈，转子就相当于一个电磁铁，能电后能产生磁性，与外壳中的磁铁同极相斥、异极相吸，使转子转动起来。电刷和换向器接通转子中的电流，又能变换电流方向。2.转子转动的快慢与磁铁离转子的距离有关：距离近转动快、距离远转动慢；与电池数量有关：电池数量多转动快，电池数量少转动慢；电磁铁数量有关：磁铁多转动快，磁铁少转动慢。3.通过改变电池连接方式和磁铁南北极可改变转子转动方向。4.有直流电动机：电动玩具车、玩具电风扇、录音机、复读机等，有交流电动机：电风扇、洗衣机、VCD、DVD、微波炉、脱排油烟机等。直流电动机和交流电动机的工作原理是一样的。3-6《电能和能量》1.能量有电能、热能、声能、光能、风能等多种形式，运动的物体所具有的能量叫动能，能量还储存在食物、燃料和一些化学品中，叫化学能。2.任何物体工作都需要能量，没有能量，自然界就不能运动和变化，就不会有生命。能量间能相互转化，电能可以转化成其他形式的能量，其他不同形式的能量间也能够转化。如：电灯把电能转化为光能和热能，电视机把电能转化为光能、声能和热能，所有的用电器都是一个电能的转化器，能够把输入的电能转化成其他形式的能。3-7《电能从哪里来》1.电池是把化学能或光能转化成了电能，电池的种类有：普通电池、纽扣电池（把化学能转化成电能）、光电池（把光能转化成电能、不能储存电能）、蓄电池（放电时把化学能转化成电能、充电时把电能转化成化学能）等。电池不能乱扔。2.电能都是其他形式的能量转化来的。手摇发电机包括：磁铁、线圈、导线、底座和摇杆，很像小电动机的构造。检验是否发出电了，可在指南针绕线圈20圈，做一个电流检验器。转动小电动机的轴时，指南针发生偏转，说明发出电了。把机械能转化为电能了。发电有多种方法。可以把风能、水能或煤储存的化学能转化成电能；热电厂发电：煤烧锅炉，化学能转化为热能并把热量传递给水，高温、高压的水蒸汽带动蒸汽机转动，热能变成动能（机械能），又带动发电机发电，动能变成电能。长江三峡电站是靠水能来发电的（水能转化为机械能再转变为电能），秦山核电站是靠原子能来发电的。3-8《能量与太阳》1.煤、石油、天然气所具有的能量是存储了亿万年的太阳能，是几亿年前大量的低等生物经过长期、复杂的变化形成的，都是不可再生的能源。2.能源和我们的生活关系密切。人类已开发出了一些新的能源：地热、风能、海水的动能、原子能、直接利用太阳能、沼气等，这些新能源污染小、可再生。3.应该怎样使用能源：节约电、节约水、节约纸张等。4．《生物的多样性》⑴生物的种类是多种多样的。⑵不同的生物生活在不同的环境中。⑶同种生物也会具有不同的个体性状。⑷生物不同的形态结构与它们的生活环境相适应。⑸生物的多样性是人类生存的重要资源。⑹保护生物的多样性就要保护它们赖以生活的环境。4-1《校园生物大搜索》我们周围生活的生物是多种多样的。科学家常常要对一个区域的动植物种类和分布情况进行调查。我们的校园是一个很小的区域，可以把不认识的动植物画下来或拍成照片，要详细描述它的样子，说明在哪里找到的。可以从脚印、粪便、毛等踪迹推知躲藏起来的动物，经常飞来的鸟也应该记下来。不能采摘植物和伤害动物。要边调查边记录，尽量不要漏掉校园中的每一种动植物。4-2《校园生物分布图》校园里的动植物种类很多，生活的环境也各不相同。不同的环境中生活着不同的生物。珍稀动物及分布：大熊猫（四川、陕西、甘肃等地），扬子鳄（安徽、江苏、江西、浙江等地），藏羚羊（西藏、青海等地），亚洲象（云南等地），白鳍豚（长江中下游、洞庭湖、钱塘江）、黑冠长臂猿（海南坝王岭），海南坡鹿（海南大田）、金丝猴（四川、陕西、贵州、云南、西藏等地）。珍稀植物及美誉：人参（“东北三宝”之一）、水杉（植物界的“活化石”）、银杏（植物界的“大熊猫”）、珙桐（“中国鸽子树”）、金花茶（“茶花皇后”）。4-3《多种多样的植物》⑴用分类的方法可以帮助我们更好地辨别和研究植物。科学家主要是根据植物的特征对植物进行分类的。根据植物有没有花可以分为开花植物和不开花植物，开花植物由根、茎、叶、花、果实、种子各部分组成的有些植物的花不是很明显，如松树、柳树、无花果树等。根据植物茎含木质的多少可以分为木本植物和草本植物。根据植物生长环境的不同可分为水生植物和陆生植物。根据植物生长期限可分为一年生植物、两年生植物和多年生植物。根据植物是否落叶分为常绿植物和落叶植物。⑵在植物王国中，已发现的种类有30多万种，开花植物约占一半以上。不开花植物包括蕨类、苔藓和藻类植物等，与开花植物一样，自己进行光合作用制造养料。菌类不能自己进行光合作用来制造养料，因此不是植物。4-4《种类繁多的动物》⑴动物的身体构造和生命活动特征是科学家对动物进行分类的重要标准。科学家根据动物骨骼的特征将动物分为两大类，身体中有脊柱的动物叫脊椎动物，没有脊柱的动物叫无脊椎动物。根据饲养方式的不同可分为野生动物和饲养动物。根据运动方式不同可分为水中游的、地上走的和空中飞的。还可分为鱼类、鸟类、昆虫类、两栖类、爬行类、哺乳类。⑵鸟类、鱼类、昆虫、哺乳动物都具有各自的身体特征。昆虫类身体上有三对足，都长在胸部，像：蚂蚁、蝗虫、蜜蜂、蚕蛾、飞蛾、蝴蝶、蜻蜓、蚊子、苍蝇……昆虫是无脊椎动物。鸟类、鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类都是脊椎动物。鸟类身体上长羽毛，如名称中有“鸟”旁的，鸡、鸭、鹅、喜鹊、鸵鸟、乌鸦、鸽子……还有一些是没有“鸟”旁的，如燕子、麻雀……鱼类终生生活在水中、用鳃呼吸。如金鱼、鲨鱼、鲫鱼……哺乳动物直接生小动物、并用乳汁喂养小动物。有毛的：狗、猫、猪、羊、牛、虎、狼……还有鲸鱼、鸭嘴兽。两栖类幼时生活在水中，成年后可水陆两栖，如：青蛙、蟾蜍（癞蛤蟆）、娃娃鱼。爬行类，蛇、壁虎、鳄鱼、扬子鳄……⑶在动物王国中，已发现的种类已经有150多万种，是生命世界中类别最多的。而昆虫又是动物王国中种类最多的，已知的昆虫达到100多万种，约占80%4-5《相貌各异的我们》⑴同一种生物不同个体之间也存在着差异：耳垂、前额、下颌、发等。⑵生物有不同的性状特征，这些特征的不同组合造就了多样的生命个体。越多的相貌特征组合起来，相同的越少。4-6《原来是相互关联的》⑴动植物具有与环境相适应的一些特殊身体结构，如骆驼的驼峰、鸟类的翅膀、仙人掌退化成刺的叶子等。⑵生物的形态结构是与它们所生活的环境相适应的。如植物根的作用是固定植物和吸收水分，浮萍的根退化，只有一根较细的根，因为它无须扎根土中，无须发达的根系就能吸收足够的水分。而玉米和小草等陆生植物，根既要将植物固定在土壤中，又要负责从土壤中吸收水分供植物体生活，因此它们都有庞大的根系（直根系或须根系）。植物的叶具有光合作用和蒸腾水分和功能，仙人掌生活在缺水的沙漠，为了减少水分的蒸发，叶子退化成刺状，茎绿色、肥厚多汁，承担起光合作用和储存水分的作用；松树生活的区域较广泛，针形叶可以减少水分的蒸发，有利于保持身体温度；香蕉生活在水分充足的热带地区，叶子宽大，更有利于蒸发体内水分，调节植物体的温度。植物所具有的不同的形态结构是它们长期适应生活环境的结果。⑶金鱼生活在水中，生活呈流线形，游泳时可减少水对它的阻力，鱼鳍游泳，鱼鳞保护身体、鳃在水中呼吸、鳔有助于在水中沉浮，身体侧线感知水流；鸽子身体呈纺缍形，飞行时可以减少空气阻力，身体上长有翅膀、羽毛，适合飞行，骨中空，减少身体重量，有利飞行；猫的脚有肉垫，在地上跑时发出的声音较小，不易被捕食对象发现，眼睛，在夜间能视物，犬齿发达，爪尖而利，有助于抓老鼠；带钩的鸟爪容易抓住树干，适宜生活在森林中，并有利于捕捉小动物；鸭的脚有蹼可以用来划水，适宜生活在水中；苍耳种子上有刺，在陆地上生活容易被动物携带传播；莲子有较硬的外壳，可在水中漂流；蒲公英种子上有毛，容易随风飘移；还有很多动物、植物的形态结构与它们所生活的环境和生活习性相关联。4-7《谁选择了它们》⑴同一种生物生活在不同的地方，身体的形态结构也会有所不同。生物学家对不同地方的生物个体进行比较时，发现了一个非常有趣的现象，即同一种生物，愈冷的地方，个体就愈大，身体愈接近圆形，并且鼻子、耳朵、腿等暴露在外部的器官就越小。（伯格曼法则和艾伦推理）物竞天择、适者生存。大自然就是运用这一法则选择和淘汰着生物家族的一个个成员。⑵环境发生变化，生物的形态结构也会发生变化。如环境由于自然的原因而发生改变，山地变成丘陵、水域变成陆地、草原变成沙漠……因动物的活动使生活的地点发生改变，如从南方到了北方、从高山到了平原……人类改变了它们的生活环境和生活习惯，将它们由野生变成圈养。“青蛙的去与留”描述的就是青蛙的生活环境由田野变成沙漠的过程中青蛙身体特征的改变。在田野中，绿色青蛙因为有好的伪装而被保留下来，其他颜色的青蛙因为过于显眼而被猎食者吃掉，环境变化同，绿草枯死，田野变成了沙漠，绿色青蛙在黄色的沙地上异常显眼，很容易被猎食者发现，这样，后代中的黄色青蛙就被保留下来，以后这里的青蛙也就成为以黄色为主的青蛙了。