第三单元 大自然的启示与发明（知识清单）科学冀人版六年级下册

第三单元大自然的启示与发明 (知识清单+实验探究) 第7课 蝙蝠与雷达 1. 蝙蝠能够在（夜晚）灵活地捕食昆虫，雷达能够（远距离）敏锐地捕获目标信息。 2. 蒙上（双眼）的蝙蝠依然能够（飞行自如），但是如果塞住蝙蝠的（双耳）、封住它的（嘴）后，它们就会在黑暗中（乱撞）。 3. 1938年，由于（探听超声波仪器）的发明，科学家才完全证实蝙蝠是通过（超声波）来定位的。 4. 蝙蝠在飞行过程中，能够从（喉部）发出一种（人耳听不到）的（超声波），当这种（超声波）碰到飞行中的昆虫或前方的物体时，会（反射）回来传入蝙蝠（耳内），它就能判断出食物或障碍物距离的（远近）、（位置）和（大小）了。 5. 1888年，（德国）科学家（赫兹）成功利用仪器产生（无线电波）。 6. 1925年，(伯烈特)与(杜武)合作，第一次成功使用（雷达）。 7. 1935 年，（英国）科学家（瓦特）发明了既能发射（无线电波），又能接收（反射波）的装置，它能在很远的距离就探测到飞机的行动，这是（世界上第一台实用雷达）。 8. 雷达是利用（电磁波）探测目标的电子设备。 9. 雷达的（发射机）通过（天线）把（电磁波）射向空间某一方向，处在此方向上的物体（反射）碰到的电磁波，雷达天线接收此（反射波），送至（接收设备）进行处理，提取有关该物体的某些信息，如：目标物体至雷达的（距离）、（方位）等。 10.雷达与蝙蝠有什么异同点？ 相同点：工作原理大致相同，都是利用“回声定位”原理； 都可以探测目标物体的距离、方位和大小等。 不同点：蝙蝠是靠喉部发射（超声波）； 雷达是用天线发出（电磁波）。 11.如果科学家先研究出蝙蝠捕食的真正原因会怎样？ 像雷达这样，很多发明都能够在自然界找到相似的原型。雷达要解决的问题，自然界早已解决得非常完美，大自然能给人类很多启示！ 12.照相机的结构原理与人的眼睛十分相似，镜头上的（凸透镜）相当于眼睛的（晶状体），（盒子）相当于（眼球），（半透明纸）相当于眼睛的（视网膜）。 13.如何使用简易照相机？ 在光线(稍暗)的地方，将“镜头”朝着光线（明亮）的地方，调整纸盒的（前后位置），看是否能够在（半透明纸）或（毛玻璃）上形成比较（清晰）的图像。 14.医院的B超诊断仪通过发射（超声波）来探测人体是否健康。 第8课 生物的启示 1. 自然界的生物有许多（独特的）本领，（人手）能够（灵活地）拾取细小的物品，（鱼儿）能够在水中（自由地）游泳，（苍耳）的种子能够（挂在）动物的皮毛上，四处为家。 2. 为什么苍耳果实粘到羊毛织物上不易掉下来？ 苍耳果实上的刺有倒钩，很容易钩住织物上的纤维，因此不容易掉下来。 3. 苍耳种子与尼龙粘扣各有什么特点？ 苍耳种子有倒钩；尼龙粘扣有上下两层，一层是钩面，一层是绒面。 4.苍耳果实与尼龙粘扣在结构上都有（倒钩）。 5.1948年，（瑞士）工程师（乔治）从草籽中得到灵感，创造出了一种（新型搭扣），这就是（粘扣）的雏形。 6.什么是仿生:通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。 7.仿生可以分为（形态仿生）、（功能仿生）、（结构仿生）、（色彩仿生）等几种类型。 8.仿生有什么作用:仿生学的发展，加速了人类发明创造的进程。 9.对于不同的观点，我们不要急于（下结论），要学会尊重（证据），通过科学的方法反复（求证），以（事实）为依据作出合理的（判断）。 10.人脑具有极强的（逻辑思维）能力，不同的生物有（不同）的结构与功能，能够完成（不同）的任务。人工智能（AI）与（仿生机器人技术）开始迅猛发展。 第9课 漂浮的船 1. 船是（水路）运输的主要工具，它能够运送（大量货物）或（旅客），方便人们生活。不同材料的船在水中都会受到水的（浮力）。 2. 在观察物体沉浮时，我们要把大小、形状相同或质量相同的不同材料的物体放入水中，观察有什么现象。 3. 像（木头）、（塑料）等浮在水面上的材料，漂浮能力（强）；像（铁）、（橡皮泥）等沉在水底的材料，漂浮能力（弱）。不同的材料漂浮能力（不同）。 4. 物体在水中的沉浮与什么有关？ 与物体的材料、形状、大小（体积）和重量（质量）有关。 5. 木头放入水中会（漂浮）在水面上。几千年前，古人利用木头的（漂浮）能力，模仿（鱼）的形状，制造出最简单的木船——（独木舟）。独木舟运载能力（非常小）。 6. 1000 年前，人们根据（脊椎动物）的（脊椎骨架），发明了（龙骨船），后来在此基础上又制造出（大型木质帆船）。木质船（强度低）、运载能力（有限）。 7. 19 世纪，随着（蒸汽机）和（螺旋桨）的发明，工程师利用一定科学原理，不断地改进船体结构，由此人类进入（钢铁蒸汽机船）时代。（汽轮机）和（柴油机）的发明，开始出现各种各样的船。 8. 随着人类（造船技术）和（新材料）的更快发展，使船的功能越来越齐全，安全性越来越高。 9.工程师又制造出运载能力（更大）、（更先进）的各类（潜艇）和（轮船）。 10.船是怎样起源并发展的:独木舟→龙骨船和大型木质帆船→钢铁蒸汽机船→潜艇和轮船 11.船的发展分为（简单木船时期）、（木质帆船时期）、（蒸汽机船时期）和（现代舰船时期）。 12.怎样使沉在水底的软陶泥浮起来？ ①改变它的形状，捏成船形；②借助其他漂浮能力强的物体，放在木板上；③减少它的重量，挖空软陶泥块；④向水里加盐，也能浮起来。 13.为什么钢铁造的轮船不仅能浮在水面上，还能装载大量货物？ 虽然轮船是钢铁造的，但它的内部是空心的，而且体积很大,增加了排开水的体积，所以受到的浮力更大。使轮船不仅能浮在水面上，还能装载大量货物。 14.船的动力性能发展：人力→自然动力→机械动力 15.盐水（海水）比淡水（江水、河水、湖水）浮力（大）。 第10课 工程师的发明与创造 1. 在人类历史的长河中，出现过许许多多著名的（工程师）与（发明家），他们基于（科学原理）的（发明创造）对人类发展（进程）产生了深远的影响。 2. 1969年，屠呦呦开始主持抗疟研究；1972年，在第191次低沸点实验中成功提取青蒿素；她坚持亲自试药，曾得中毒性肝炎；1992年，发明“升级版”双氢青蒿素；她和科学团队取得世界级科研成果；2015年，她是第一位获诺贝尔生理学或医学奖的中国本土科学家。 3.屠呦呦是怎样利用科学原理进行发明创造的？ 屠呦呦采用现代科学方法从中国历代2000个药方中，筛选出青蒿这种草药，并采用低沸点实验法原理，经过191次实验，终于发现了治疗疟疾的有效药物—青蒿素。 4.我们应该向屠呦呦（科学家们）学习哪些科学精神？ 学习她几十年如一日的执着追求精神，永不放弃、坚韧不拔的探索精神，锲而不舍、知难而进的求真精神，创新精神、协作精神等。 5.可以将喜欢的工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的事例，制作成（海报）、（图册）或（幻灯片），在社区、学校进行宣传。 6.1957 年 10 月 4 日，（第一颗人造卫星）飞上了太空，标志着人类进入了（太空时代）。从那时起，各种各样的（宇宙探测器）开始在宇宙中漫游，装备精良的（航天飞机）把航天员送入太空，我们逐渐揭开了宇宙的面纱。 例题1 阅读材料，回答问题。 材料：在一次野外考察中，一位科学家发现自己的裤子上沾满了苍耳。他好奇地观察这些苍耳，发现它们的果实上有许多细小的钩刺，很容易就勾住了衣物的纤维。这个现象引起了他的思考，经过反复研究和试验，他模仿苍耳果实的结构，发明了一种全新的固定材料——尼龙搭扣。尼龙搭扣一经问世，便在各个领域得到了广泛应用，从衣物的固定到航空航天设备的连接，都能看到它的身影。它不仅使用方便，而且牢固可靠，大大提高了人们的生活和工作效率。 【答案】（1）根据材料，说一说科学家发明尼龙搭扣的灵感来源和发明过程。 （2）结合材料，谈谈尼龙搭扣的发明对人类生活和生产的影响。 （1）灵感来源：野外考察时发现裤子被苍耳果实钩住，观察到苍耳果实有细小钩刺易勾住衣物纤维。发明过程：对苍耳果实结构反复研究和试验，模仿其结构，制作出一面带小钩、一面带小圈的尼龙搭扣。 （2）对生活影响：用于衣物固定，方便穿脱；在背包、鞋子等物品上使用，提升便利性；对生产影响：在航空航天设备连接上应用，可靠固定零部件；广泛用于工业生产，提高产品组装效率和稳定性。 【分析】许多发明创造来源于对生活的观察。通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型，如材料中的尼龙搭扣就是对苍耳的仿生。 【小题1】从材料中可以看到，科学家“在一次野外考察中，发现自己的裤子上沾满了苍耳。他好奇地观察这些苍耳，发现它们的果实上有许多细小的钩刺，很容易就勾住了衣物的纤维。”这是他的灵感来源；“经过反复研究和试验，他模仿苍耳果实的结构，发明了一种全新的固定材料——尼龙搭扣。”表明了尼龙搭扣的发明过程。 【小题2】材料中提到，“尼龙搭扣一经问世，便在各个领域得到了广泛应用，从衣物的固定到航空航天设备的连接，都能看到它的身影。”说明尼龙搭扣在生活和生产方面都产生了影响。生活方面：用于衣物固定，方便穿脱；在背包、鞋子等物品上使用，提升便利性。在生产方面：在航空航天设备连接上应用，可靠固定零部件；广泛用于工业生产，提高产品组装效率和稳定性。 例题2 阅读材料，回答问题。 材料：科学家们一直对自然界中的生物充满了好奇，不断探索它们独特的生存技能和生理特征。在研究蝙蝠的过程中，发现了它们神奇的回声定位能力。通过一系列实验，了解到蝙蝠是如何利用超声波在黑暗中自由飞行和捕食的。这一发现启发了科学家们，他们开始思考能否模仿蝙蝠的这种能力来发明一种设备，帮助人类解决在某些领域的探测问题。经过不懈努力，最终发明了雷达。雷达在军事领域发挥了巨大作用，能够探测到远距离的飞机、舰艇等目标，为国防安全提供了重要保障。随着科技的发展，雷达的应用范围越来越广泛，在航空、航海、交通管制等方面都不可或缺。 （1）根据材料，说一说科学家发明雷达的灵感来源是什么？ （2）雷达在哪些领域得到了应用？请列举至少三个领域，并说明雷达在这些领域中的作用。 （3）从蝙蝠与雷达的发明过程中，你能体会到科学研究的哪些重要性？ 【答案】 【小题1】科学家发明雷达的灵感来源是蝙蝠的回声定位能力。 【小题2】军事领域：探测远距离飞机、舰艇等目标，保障国防安全；航空领域：帮助飞机导航，避免碰撞，监测周边空域情况；航海领域：探测周围船只、暗礁等，保障航行安全；交通管制领域：监测空中交通流量，引导飞机有序起降 。 【小题3】科学研究的重要性：能发现自然界奥秘，拓展人类认知；为技术创新提供灵感和思路，推动科技进步；解决实际问题，如国防、交通等领域的探测问题，提升人类生活质量和安全性。 【分析】仿生学是研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理应用于工程和技术领域，以发明新的设备和技术。通过模仿自然界中的生物特性，人类已经创造出许多创新的技术和产品，这些不仅提高了生活质量，也推动了科学技术的发展。 【小题1】根据材料，科学家发明雷达的灵感来源是蝙蝠的回声定位能力。这一点在材料中明确提到，科学家们在研究蝙蝠的过程中，发现了它们的回声定位能力，并受到启发，从而发明了雷达。 【小题2】雷达在以下领域得到了应用： 军事领域：雷达用于探测远距离的飞机、舰艇等目标，为国防安全提供了重要保障。 航空领域：雷达帮助飞机导航，避免碰撞，并监测周边空域情况，确保飞行安全。 航海领域：雷达用于探测周围的船只、暗礁等障碍物，保障航行安全。 交通管制领域：雷达监测空中交通流量，引导飞机有序起降，提高空中交通管理的效率。 【小题3】从蝙蝠与雷达的发明过程中，我们可以体会到科学研究的重要性的几个方面： 发现自然界奥秘：科学研究能够揭示自然界中的未知现象，如蝙蝠的回声定位能力，拓展人类的认知边界。 技术创新提供灵感和思路：科学研究为技术创新提供了源源不断的灵感，如雷达的发明就是仿生学的应用。 解决实际问题：科学研究能够解决实际问题，提高人类的生活质量和安全性，雷达的应用在国防、交通等领域都发挥了至关重要的作用。 例题3 探究软陶泥的沉浮状态。 实验材料：水槽、水、软陶泥等。 实验步骤： ①在水槽里倒入水。把软陶泥捏成实心球，放入水槽中，观察它的沉浮状态。 ②把软陶泥做成的实心球改捏成船的形状，放入水槽中，再观察它的沉浮状态。 1．软陶泥捏成实心球直接放入水中会下沉，捏成船的形状后能浮在水面上，从沉到浮，软陶泥受到的浮力（    ）。 A．没有变化 B．增大了 C．减小了 2．软陶泥做成船型后，它浸入水中的体积变 了，排开的水量变 了，因而能更容易漂浮在水面上。（“大”或“小”） 3．物体在水中的沉浮状态除了与物体的材料有关之外，还与物体的 、 等有关。 4．想一想，浮在水面上的物体（如木块），用什么办法能增强其承载力？ 【答案】 1．B 2． 大 大 3． 体积大小 物体的形状 4．1、将其放在木板或塑料板上；2、在木块 上绑上空的塑料瓶；3、将木块挖成空心的等。 【分析】我们在制造小船时，不仅考虑船的材料、设计好草图、小船的形状，还需要考虑船的大小、载重量、稳固性、动力系统等因素。 1．我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用，物体浸入水中的体积越大，排开的水量就越大，受到的浮力也越大。软陶泥直接放入水中会下沉，捏成小船的形状后能浮在水面上，浸入水中的体积越大，排开的水量就越大，从沉到浮，软陶泥受到的浮力增大了。 2．我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用，物体浸入水中的体积越大，排开的水量就越大，受到的浮力也越大。软陶泥做成船型后，体积越大，排开的水量就越大，漂浮能力越强，因而能更容易漂浮在水面上。 3．物体在水中的沉浮与物体的体积大小、物体的轻重、物体的形状、物体的材料、物体是否空心有关。 4．像木头、塑料等浮在水面上的材料，漂浮能力强，人们最早利用木头来坐船。浮在水面上的木块要增强承载力可以采用的方法有:1、将其放在木板或塑料板上；2、 在木块 上绑上空的塑料瓶；3、将木块挖成空心的等。 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