第5部分 科学拓展阅读 -【期末·寒假大串联】2025-2026学年六年级科学（教科版）

59 第五部分 科学拓展阅读 一、 受昆虫启发的发明创造 科学研究表明,昆虫头上的触角就是它们的“鼻子”,这个鼻子能分辨各种气味,有的 比人的鼻子灵敏得多。人类模仿苍蝇的触角,研制出“蝇式气味分析监视仪”,将它安装 在宇宙飞船的密封舱里,不仅可以净化空气,而且在有空气泄露时能立即发出警报。同 样,这种仪器也可以安装在煤矿的矿井里,监视瓦斯的浓度,当瓦斯的浓度超标时,它就 会报警,以便及时排除险情。 根据苍蝇复眼的视觉原理,人类研制出了“蝇眼照相机”和“蝇眼雷达”,还仿制出一 种“蝇眼探测系统”,用来探测高能宇宙射线,了解宇宙的起源和演变。 在显微镜下,蝴蝶的彩色翅膀其实是由许多小鳞片组成的。这些鳞片会随阳光的照 射方向自动变换角度,从而调节体温。科学家们受蝴蝶的启发,将人造卫星的控温系统 制成了对温度敏感的百叶窗样式,随温度变化可调节窗的开合,保持了人造卫星内部温 度的恒定,解决了航天事业中的一个大难题。 二、 神舟飞船在太空中的昼夜 中国航天员杨利伟曾在太空绕地球飞行了14圈,耗时约21小时。因为每绕地球飞 行一圈就要经历一昼夜,所以可以说他在太空经历了14个昼夜。按原计划,他在太空有 5小时的睡眠时间,但是为了尽可能多地采集实验数据,我们可敬的航天英雄将睡眠的 时间压缩到最短,一共只睡了半小时。 60 天宫一号是我国首个载人空间试验平台,它在离地面300多千米的太空绕地球一圈 需要1.5小时,即每1.5小时要经历一昼夜,换句话说,地球上的一天,对应太空中的16 个昼夜。在这种情况下,经过严格训练的航天员会自主调节生物钟,无论什么时候,该睡 觉时能马上睡着,该醒来时能及时醒来并立即投入工作。航天员睡觉的时候,是在睡袋 中飘浮的,并且用绳子将睡袋倒挂着,这种本领平常人是很难掌握的,航天员要掌握此本 领必须靠坚强的意志和至少5年的训练。 三、 埃及金字塔是怎么建成的 埃及金字塔的建造在考古学上一直是个谜。据目前的研究,胡夫金字塔的建造大约 用了20年的时间。按每天劳动12小时计算,差不多每2.5分钟就要堆垒好一块2.5吨 重的石灰岩。另一个问题是,金字塔内部被认为是墓室的部分,为了抵御金字塔自身的 重力,建造金字塔时使用了43块平均质量为60吨的花岗岩,堆成5层构造的墓室屋顶。 到底是怎样把这么多、这么重的岩石搬到高处,并建造成金字塔的呢? 目前相对有力的学说是直线斜坡说和螺旋斜坡说。 直线斜坡说认为,以5°的倾斜角建造一个直线的斜坡。斜坡随着高度的升高而延 长。到达顶部的时候,斜坡入口至金字塔的距离为1.6千米。在斜坡上,人们把2.5吨 重和60吨重的岩石一块一块地拉上去。 螺旋斜坡说的基本原理和直线斜坡说相同。同样用5°的倾斜角建造斜坡,围绕在金 字塔的外部,从斜坡上把岩石拉上去,据科学家分析,当时运巨大的石块就是靠圆木和绳 索。但是古埃及人很聪明,他们围绕金字塔塔基修出螺旋上升的缓坡道,随着塔的升高, 坡道也螺旋上升,这样石料总是可以拉上去。 四、 投石车 投石车是利用杠杆原理投射石弹的大型人力远射兵器,它的出现是技术的进步,也 是战争的需要。投石车在春秋时期已开始使用,隋唐以后成为攻守城池的重要兵器。在 古代西方,投石车也是主要进攻手段之一,波斯人和希腊人都曾大量使用过它。 61 最初的投石车结构很简单,一根巨大的杠杆,长端是用皮套木筐装载的石块,短端系 上几十根绳索。当命令下达时,数十人同时拉动绳索,利用杠杆原理将石块投出。 中国战争史上投石车首次大规模使用,应当是战国时期的“李信(秦国)攻楚”,楚军 秘密准备了大批投石车,当秦军渡河时突然同时发射,无数尖利的石块乌云般砸向秦军, 二十万秦军全面溃败。后来秦国派六十万大军才攻下楚国,可见当时投石车的威力。 随着技术的发展,投石车越来越先进,在宋代达到高峰。根据宋代兵书《武经总要》 中记载,最大的投石车需要拽手250人,长达8.76米,一次可发射实弹45千克,射程可 达140余米。这里必须指出,《武经总要》可能是出于保密或者故意误导敌人的目的,将 投石车的射程大大缩短了,实际上根据其他古籍记载和现代科学计算模拟,这种投石车 的发射距离不少于500米,这在冷兵器时代,可以说是超远程打击了。 五、 轮轴及其应用 把两个半径不相等的圆轮固定在同一轴心上所组成的机械叫轮轴。 轮轴事实上是杠杆的变形,若把轴心当作支点,则轮半径R 是轮上作用力的力臂 (从支点到力的作用线的垂直距离),而轴半径r是轴上作用力的力臂,此时的轮轴恰为 支点在中间的杠杆。 轮轴的应用:(1)动力在轮上时,由于动力臂较长,因此动力会小于阻力,此时的轮轴 省力,但移动的距离较长。 (2)动力在轴上时,由于动力臂校短,因此动力会大于阻力,此时的轮轴费力,但移动 的距离较短。 (3)门的球形锁就是轮与轴的例子。球形把手的半径比穿过门的心轴的半径大,因 此我们能以较小的力来旋转心轴。若是去掉球形把手,只靠心轴本身来旋转会非常 62 困难。 (4)轮轴在水利中的应用:古希腊时期的阿基米德是有史以来最早的水泵发明者。 当时处于尼罗河河口的亚历山大城,是地中海东部政治、经济、文化的中心,那里聚集了 许多第一流的科学家。好学的阿基米德也来到亚历山大城,在这里学习数学、天文学和 力学。一个星期天,阿基米德和同学们一起乘木船,在尼罗河上缓缓地行驶,两岸旖旎的 风光让他目不暇接。忽然,他看到一群人在用木桶拎水,便问道:“他们干吗要拎水?” “河床地势低,农田地势高,农民只好拎水浇地了。”一位当地的同学告诉他:“这样拎 水的效率太低了,浇一丘田不知要拎多少桶。”阿基米德心中产生了对农民的同情心。那 位同学不以为然地说:“祖祖辈辈,人们都是这样做的。你有什么好办法?” 回去后,阿基米德的眼前总是闪现出农民拎水时吃力的样子。“可不可以让水往高 处流呢?”阿基米德开始思考这一问题。渐渐地,在阿基米德的脑海中产生了一个设想: “做一个大螺旋,把它放在一个圆筒里。这样,螺旋转起来后,水不就可以沿着螺旋沟带 到高处去了吗?” 阿基米德立即根据这一设想,画出了一张草图。他拿着这张草图去找木匠,请求师 傅帮他做一个用于泵水的工具。经阿基米德的指点,木匠制出了一个怪玩意儿。阿基米 德将这个东西搬到河边,并把它的一头放进河水里,然后轻轻地摇动手柄。“咕噜噜”,只 见河水在摇动手柄的同时,从怪东西的顶端不断地涌出来。水,果然往高处流了。 前来围观的农民,被这神奇的东西迷住了。他们纷纷赞扬阿基米德为农民做了一件 大好事。不久,这种螺旋水泵在尼罗河流域,乃至更广大的范围流传开了。人们把这种 水泵称为阿基米德螺旋泵。直到现在,一些现代工厂仍然使用这种阿基米德螺旋泵来移 动流质和粉物。