五年级下册6.蛋壳与拱形建筑 (1)-小学科学实验专项讲练测（苏教版）

第6课 蛋壳与拱形建筑 一、实验知识梳理 1.鸡蛋壳的特点：很薄、很轻，表面呈球形。 实验：研究蛋壳结构的精妙之处 问题1：用手能把1枚鸡蛋握碎吗？ 结果：用手不能把1枚鸡蛋握碎。 问题2：哪种情况的蛋壳不容易被戳破？ 结果：凸形的蛋壳不容易被戳破，凹形的蛋壳很容易被戳破。 问题3： 4枚鸡蛋能支撑多重的物体？ 操作：将4枚鸡蛋上下分别用2个塑料瓶盖固定，在上面放一块平板，再在平板上放重物。 结果：4枚鸡蛋能支撑的物体比我们猜测的要多。 二、课堂习题小练 课本习题 1．观察并描述鸡蛋壳的特点。 2．蛋壳这么薄，禁得住这样的挤压吗？ 3．在蛋壳上画一条线，这条线是什么形状的？ 4．外形为弧形的建筑结构被称为拱。你见过哪些拱形建筑或建筑上的拱结构？ 除了建筑，你还见过哪些薄壳结构的物品？ 学生手册答案 科学阅读 薄壳结构 在自然界中，一些植物的种子外壳、动物的蛋壳和各种贝壳，都是天然的薄壳结构。它们用很少的材料获得无比坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。 以蛋壳为例，通常情况下，蛋壳厚度只有0.38毫米。这么薄的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把压力分散。特别是当它均匀受力时，抗压性就更强了，远不是看上去的那么脆弱。 人类从蛋壳这样的天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，将各种形式的薄壳结构运用到大跨度的建筑中。这些薄壳结构的建筑能够达到力学设计的基本要求——用料少，抗压能力强。 寻找生活中的薄壳结构建筑或物品，把它们的照片贴在下面，或把它们的样子画在下面。 三、巩固知识小测 典型例题 5．下面的方法，容易弄碎蛋壳的是（    ）。 A． B． C． 6．亮亮用2张A4卡纸分别做成平桥和拱桥的桥面，下列关于两者承重能力的说法中，正确的是（    ）。 A．平桥的承重能力强 B．拱桥的承重能力强 C．两者的承重能力一样强 7．安全帽、白炽灯泡、国家大剧院都用到了薄壳结构。( ) 8．探究薄壳结构的特点。请仔细观察、思考，并回答问题。 （1）生活中你观察到的鸡蛋是什么形状？ 。 （2）（如图一所示）用手能把一枚鸡蛋握碎吗？ 。 （3）（如图二所示）图中左、右图哪种情况的蛋壳不容易被戳破？ 。 （4）薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的 拼接而成的，能够把受到的压力 到蛋壳的各个部分。             图一                         图二 9．实验探究区。 探究鸡蛋壳的承重能力 ①实验材料：铅笔、鸡蛋壳、塑料瓶盖等 ②实验步骤：将半个鸡蛋壳圆头朝上，形成一个 放在桌上。再把另外半个鸡蛋壳圆头朝下，放入塑料瓶盖，将塑料瓶盖放在桌面上。用铅笔垂直从 分别砸向两个鸡蛋壳，观察两个鸡蛋壳的情况。 实验现象：拱形鸡蛋壳 ，塑料瓶里的鸡蛋壳 。 实验结论：鸡蛋壳具有 ，能够承受更大的 。 巩固提升 10．下列物体都是用同一种型号的A4纸折成的，表面积一样，抗压能力最强的是（   ）。                                  A．三棱柱 B．四棱柱 C．六棱柱 D．圆柱 11．下列三个纸拱中，在其顶部放重物，最容易变形的是（    ）。 A． B． C． 12．下图是一顶户外帐篷，通过观察图片我们会发现帐篷的支架其实是两个交叉的 结构，下方的拱脚被连接起来，抵消了其 的力。这种结构的优点是可以承受很大的力。 13．阅读材料，结合所学知识回答问题。 快递物流行业遍布我们生活的各个角落。快递常用的包装盒材料是瓦楞纸，它的结构如图所示。 （1）瓦楞纸采用什么样的结构？ （2）瓦楞纸设计成这样有哪些好处？ （3）你见过什么形状的包装盒？画图描述。（至少两种） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．答：鸡蛋呈椭球形，外表光滑，表面有细微的气孔，内部有一层薄膜。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，并不坚硬致密。 【详解】鸡蛋呈现卵圆形，一头顿圆，一头顿尖。鲜蛋的外观特点是鸡蛋壳上有一层鲜亮的光泽，摸起来是光滑的手感，颜色比较深，如果仔细看的话鲜蛋的鸡蛋外壳还比较细腻，没有那么粗糙。 2．答：因为鸡蛋是椭球形的，用手握鸡蛋时，手部施加的压力能被蛋壳外凸的曲面分散，所以鸡蛋不易握碎。此外，蛋壳内附着的一层富有弹性的薄膜所产生的预应力，能拉紧整个蛋壳，增加了蛋壳的抗压能力。 【详解】鸡蛋非常脆弱，稍有磕碰蛋壳就会破裂，但要徒手把鸡蛋捏碎非常困难，其实秘密就在于鸡蛋表面不到2毫米厚的蛋壳，蛋壳外形的结构能够通过精妙的弧度，将压力分散到蛋壳的每一部分，蛋壳的拱形结构使鸡蛋能承受较大的压力。同时，蛋壳内附着的一层富有弹性的薄膜所产生的预应力，能拉紧整个蛋壳，增加了蛋壳的抗压能力。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。 3．答：这条线是拱形，蛋壳曲面可以看成由无数的拱形拼接而成。 【详解】鸡蛋壳是一个近似椭圆的物体，当我们在鸡蛋壳表面画一条线时，线的形状就是鸡蛋壳表面的曲面形状，蛋壳曲面可以看成由无数的拱形拼接而成，这条线的形状就是拱形。 4．答：常见的拱形有：拱门、牌坊、城堡、水渠、宫殿等。著名的建筑有法国的凯旋门、中国的赵州桥、古罗马水渠等。除了建筑，还见过野营的帐篷、各种各样的灯泡、工地上的安全帽等。 【详解】人们发现，蛋壳、蚌壳本身是很薄的，但是这样的外形形状却使它们变得坚固起来。建筑师们从中得到启发，设计出了省工省料、优美轻便的拱结构，常见的拱形有：拱门、牌坊、城堡、水渠、宫殿等。著名的建筑有法国的凯旋门、中国的赵州桥、古罗马水渠等。除了建筑，还见过野营的帐篷、各种各样的灯泡、工地上的安全帽等。这些都是利用拱结构在同等材料下受力较大的特性。 5．B 【详解】A、图A中用手用力握住鸡蛋，很难将鸡蛋攥破，这是因为鸡蛋壳可以看作是许多拱形的组合，属于薄壳结构，能够分解压力，抗压能力强，故A不符合题意； B、图B中用笔尖从蛋壳内侧向外戳，很容易将蛋壳戳破，这就是小鸡刚孵化时自己从里面将蛋壳啄破，破壳而出的原因，故B符合题意； C、图C中用笔尖从蛋壳外侧向下戳，不容易将蛋壳戳破，这是因为蛋壳的拱形结构可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分，可以减少受到的压力，故C不符合题意。 6．B 【详解】拱形承载重量时，能把压力向下和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，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。所以用2张A4卡纸分别做成平桥和拱桥的桥面，拱桥的承重能力强。 7．√ 【详解】人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省材料。安全帽、白炽灯泡、国家大剧院都用到了薄壳结构。 8． 椭圆形 不能 右图 拱 分散 【分析】薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。 【详解】（1）鸡蛋是我们生活中常见的食物，鸡蛋是椭圆形的； （2）我们用手把鸡蛋握在手中，用力发现鸡蛋是碎不了的； （3）把鸡蛋固定在一个容器里，用笔尖很容易戳破；而把鸡蛋放在桌子上，用笔尖戳的话，不容易戳破； （4）薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。 9． 拱形 同一高度 没有变化 破了 拱形结构 压力 【分析】拱形受力时能把压力向下和向外传递给相邻的部分。拱形各部分收到压力时会产生外推力，如果能抵住拱形的外推力，拱就能承受巨大的压力。 【详解】拱形承载重量时，能把压力向下和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。这种结构来源于对鸡蛋壳的承重能力的测试。在探究鸡蛋壳的承重能力实验中，实验材料有铅笔、鸡蛋壳、塑料瓶盖等。实验步骤为：将半个鸡蛋壳圆头朝上，形成一个拱形放在桌上。再把另外半个鸡蛋壳圆头朝下，放入塑料瓶盖，将塑料瓶盖放在桌面上。用铅笔垂直从同一高度分别砸向两个鸡蛋壳，观察两个鸡蛋壳的情况。实验现象是：拱形鸡蛋壳没有变化，塑料瓶里的鸡蛋壳破了。由此我们可以得出结论：鸡蛋壳具有拱形结构，能够承受更大的压力。 10．D 【详解】形状对抗弯曲能力影响很大，提高材料的抗弯曲能力，可以增加材料的厚度和支撑，还可以改变材料的形状。多边棱柱的棱越多，平均每个棱角承受力就越大，因此六棱柱比三棱柱、四棱柱承受力大。每两条边夹角越大，形状越接近圆柱，棱柱就越牢固、稳定，所以圆柱形抗压能力最强。 11．C 【详解】拱形承载重量时，能把压力向下和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，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。为了让纸拱能承受更大的压力，最好的方法是把纸拱两边用书本顶住，C顶住的书本最少，在其顶部放重物，最容易变形。 12． 拱形 外推 【详解】拱形承载重量时，能把压力向下和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，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。如图是一顶户外帐篷，通过观察图片我们会发现帐篷的支架其实是两个交叉的拱形结构，下方的拱足被连接起来，抵消了其外推力，这种结构的优点是可以承载很大的压力。 13．（1）瓦楞纸采用拱形（或三角形）。 （2）好处更结实、稳固。可以节省材料，减轻重量。 （3）柱形、球形、锥形、台形等等。 【详解】把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，增加厚度能大大增强材料抗弯曲能力的。瓦楞纸中间的结构是W形，虽然减少了材料的宽度，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。如鸡蛋托，纸箱等。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$