内容正文:
第二单元 空气与风(知识清单)
第一部分:思维导图
第二部分:知识巩固
第1课 空气占据空间
1.核心问题:为什么暴露在空气中的气球能吹大,套在瓶子里的气球却很难吹大?
2.关键实验与结论:
实验1(瓶子侧壁钻孔):给套在瓶子里的气球对应的瓶子侧壁钻孔后,气球能吹大;将瓶子竖直放入水中(小孔被淹没)再吹气球,会看到水从孔中流出,证明瓶子内原本被空气占据空间,钻孔后空气能排出,气球才能膨胀。
实验2(不会湿的纸团):将紧塞纸团的杯子垂直倒扣压入水底,纸团不会湿,因为杯子内空气占据空间,水无法进入;若杯子倾斜或杯底扎孔,空气流出,水进入,纸团会湿。
3.重要概念:空气占据一定的空间,且充满我们周围的各处(如书包、袋子、房间等),即使看不见,也会占据空间。
4.生活联系:分装液体时漏斗颈被液体堵住导致液体不往下流,是因为空气被堵在漏斗颈中,轻轻提起漏斗让空气排出即可解决。
第2课 空气受热上升
1.核心问题:抽油烟机为什么装在燃气灶上方?
2.关键实验与结论:
实验1(转动的纸蛇):将螺旋状纸蛇用细线提起,放在点燃的蜡烛上方,纸蛇会转动;离开火焰上方后,纸蛇停止转动。证明空气受热后会上升,上升的热空气推动纸蛇转动。
实验2(放飞塑料袋):用吹风机向轻薄透明塑料袋内吹热风,塑料袋会鼓起来;关掉吹风机后松开塑料袋,塑料袋会向上飘。证明热空气比冷空气轻,会上升。
3.重要概念:空气受热后会上升,这是热空气的重要性质。
4.生活应用:抽油烟机装在燃气灶上方,是因为燃气灶加热的空气(含油烟)会上升,抽油烟机可快速吸走上升的油烟;孔明灯、热气球都是利用“空气受热上升”的原理升空。
第3课 风的形成
1.核心问题:空气受热上升后,留下的空间会怎样?如何形成风?
2.关键实验与结论:
模拟实验(带孔玻璃箱+蜡烛+线香):将点燃的线香放在玻璃箱侧面开口处,点燃箱内蜡烛前,线香的烟无固定流向;点燃蜡烛后,线香的烟会从小孔流入玻璃箱,再流向蜡烛上方。
实验分析:蜡烛加热周围空气,热空气上升,留下的空间由周围冷空气补充,空气流动形成风。
3.重要概念:一个地方的空气受热上升后,周围的冷空气会流向这个地方,空气的流动过程就形成了风。
4.生活联系:炉子下方的“风门”:风门是炉子下方炉壁的带挡板小孔,打开挡板时,冷空气从风门流入炉内,补充热空气上升留下的空间,帮助燃料充分燃烧;调节挡板大小可控制进风量,进而控制燃烧速度。
第4课 大自然里的风
1.核心问题:大自然中的风是怎样形成的?
2.探究方法与结论:
室外观察:寻找空气流动的踪迹(如春天飘动的飞絮、吹动的树叶、飘动的国旗等),证明大自然中存在空气流动,流动的空气就是风。
模拟实验(不同温度环境):在气温不同的房间(如温暖的室内和寒冷的室外),将点燃的线香放在窗缝处,观察到线香的烟从气温低的一侧(室外)流向气温高的一侧(室内),证明不同地方气温不同会导致空气流动。
资料结论:大自然中风的形成主要与“不同地方空气受热不均”有关。例如白天陆地升温快、气温高,空气上升,海洋升温慢、气温低,冷空气从海洋流向陆地,形成风;夜晚则相反。
3.重要概念:大自然中不同地方的空气受热不均,导致空气流动,进而形成风。
4.拓展思考:夜晚海边的空气流动:夜晚陆地上气温下降快,比海洋气温低,海洋上的热空气上升,陆地上的冷空气会流向海洋,形成“陆风”。
第5课 我们来制造风
1.核心问题:生活中人们有哪些制造风的方法?不同工具制造风的原理有什么相同之处?
2.常见制造风的工具与原理:
工具举例:纸扇(手动挥动纸扇,推动空气流动)、电风扇(电机带动扇叶转动,推动空气流动)、风箱(拉动风箱把手,挤压空气使其流动)、地面吹干机(电机带动内部部件,推动空气快速流动)。
共同原理:所有制造风的工具,都是通过“推动空气流动”来产生风,本质是人为让空气发生流动,形成我们能感受到的风。
3.实践活动:
游戏:自制道具(如纸扇、小风车),模拟生活中制造风的方法(如挥纸扇、吹气球放气等)。
科学辩论会:风的好处(如传播种子、发电、降温)与坏处(如台风破坏建筑、沙尘暴影响环境)。
4.动手制作(自制拉线风扇):
材料:塑料瓶、竹棒(5厘米和30厘米各1段)、雪糕棒、白乳胶、细线、锥子。
步骤:①加工塑料瓶(瓶盖和瓶底打孔);②将雪糕棒固定在长竹棒上做扇叶;③瓶侧打孔,细线一端系短竹棒,另一端穿瓶孔系在长竹棒上;④转动扇叶缠紧细线,拉动短竹棒,扇叶转动产生风。
原理:拉动细线带动扇叶转动,扇叶推动空气流动,形成风。
第三部分:实验探究题
1.小科同学想证明空气占据空间,他设计了一个“杯底纸团”实验。
实验步骤如下:
第一步:把一个干燥的纸团紧紧塞在塑料杯的杯底。
第二步:将杯子__________(①竖直/②倾斜)倒扣着压入水槽中,直到水面没过杯底。
第三步:将杯子从水中__________(①快速/②竖直)提起。
第四步:用毛巾擦干杯口,取出杯底的纸团观察。
(1)请帮助他选择正确的操作,将序号填入横线上。
(2)他观察到的现象是:纸团 (是/否)被水浸湿。
(3)产生这种现象的原因是:杯子里有 ,它 了杯内的空间,水无法进入,所以纸团不会湿。
(4)这个实验证明了: 。
答案:(1)① ②
(2)否
(3) 空气 占据
(4)空气占据空间
解析:小题1:(1)将杯子竖直倒扣压入水槽,能保证杯内空气相对稳定地占据空间;竖直提起杯子,可减少操作过程中水流进杯内的干扰,所以都选“竖直”。
小题2:(2)由于杯内空气占据了空间,水无法进入杯底接触纸团,所以纸团不会被水浸湿,答案为“否”。
小题3:(3)杯子里原本存在空气,空气占据了杯内的空间,使得水不能进入杯底,所以①填“空气”,②填“占据”。
小题4:(4)整个实验过程中,因为空气占据了杯内空间,水进不去,纸团保持干燥,从而证明了空气占据空间。
2.流动的空气
探究小组为了能够观察到空气的流动现象,利用蜡烛、线香和带孔的玻璃箱进行了以下实验探究:把线香放在演示盒的进风口处,观察在点燃蜡烛和未点燃蜡烛的时候,线香的烟是如何流动的?
(1)在下图中画出线香的烟雾是怎么流动的。
(2)为什么蜡烛点燃后,线香的烟雾的流动会发生变化?
(3)蜡烛点燃后,奇奇在出风口放了一个小型扇叶,他们会观察到( )。
A.扇叶没有发生变化 B.扇叶开始转动
(4)大自然中也有空气流动,空气的流动主要是因为不同地方的空气 。空气流动会形成风,请在下图中画出海风和陆风的空气是如何流动的。
(5)生活中,我们也会在很多地方利用风,但有时候风也会给我们带来不便,请你就风的好处和坏处各举两个例子。
答案:(1)
(2)蜡烛点燃后,空气受热膨胀、变轻、上升,周围的冷空气流入补充,线香的烟会往盒子里流动。
(3)B
(4)冷热不同;
(5)风的好处:能够推动风力发电机产生电力,持续提供清洁能源;在炎热的天气中,风能够带来凉爽,使人感到舒适。风的坏处:台风或强风可能导致建筑物和农作物的破坏;强风会对户外活动,例如露营或航行,带来安全隐患。
分析:太阳光照射在地球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气的流动就产生了风。
详解:(1)蜡烛没有点燃之前,线香的烟是竖直向上流动的;蜡烛点燃后,块钱受热上升,线香的烟会往盒子里流动。
(2)蜡烛点燃后,空气受热膨胀、变轻、上升,周围的冷空气流入补充,因此线香的烟会往盒子里流动,这样不断地循环流动就形成了风。
(3)蜡烛点燃后,空气受热膨胀、变轻、上升,周围的冷空气流入补充,这样不断地循环流动就形成了风。蜡烛没有点燃之前,线香的烟是竖直向上流动的,扇叶不会转动;蜡烛点燃后,线香的烟会往盒子里流动,扇叶会转动 。
(4)风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由于空气的冷热不同引起的。在大自然中,由于两地的气温不同,从而使两地的气压产生了差异,导致空气产生了流动,形成了风。白天陆地上的空气增温快、气压低,海面上的空气增温慢、气压高,风从海面吹向陆地,形成海风。夜晚、陆地降温快、气压高,海面上的空气降温慢、气压低,风从陆地吹向海面,形成陆风。
(5)风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由于空气的冷热不同引起的。风有利有弊,风的好处:能够推动风力发电机产生电力,持续提供清洁能源;在炎热的天气中,风能够带来凉爽,使人感到舒适。风的坏处:台风或强风可能导致建筑物和农作物的破坏;强风会对户外活动,例如露营或航行,带来安全隐患。
模拟实验:探究空气的流动。
实验材料:空气流动演示箱、蜡烛、线香。
实验过程:
3.没有点燃实验箱内的蜡烛时,实验箱内外空气的温度( ),烟是向上飘动的,说明空气没有流动。
4.点燃实验箱内的蜡烛后,箱内的温度升高,热空气( )。
5.点燃线香放在盒子的开口处,它的烟会( )。
A.烟会直直的向箱子上方飘去 B.烟会横向向箱子里面飘去
6.根据这个实验现象,可以证明( )。
A.线香的气味很好闻 B.热空气比较重 C.热空气上升,冷空气会过来补充它留下的空间
答案:3.相同 4.上升 5.B 6.C
分析:风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由于空气的冷热不同引起的。在大自然中,由于两地的气温不同,从而使两地的气压产生了差异,导致空气产生了流动,形成了风。
3.没有点燃实验箱内的蜡烛时,实验箱内外空气的温度相同,所以空气不会流动,也不会产生风,烟是向上飘动的。
4.燃实验箱内的蜡烛后,箱内的温度升高,空气受热后,体积会膨胀,与同体积的冷空气相比,重量会变轻,热空气会上升。
5.当蜡烛点燃的时候,盒子内的空气受热膨胀上升,周围的冷空气流进盒子内,点燃线香放在盒子的开口处,它的烟会横向向箱子里面飘去
6.实验现象,可以证明空气的流动是形成风的原因,热空气上升,冷空气会过来补充它留下的空间。
7.空气会流动吗?下面让我们来做一个模拟实验吧!
实验材料:蜡烛、火柴、纸条、透明玻璃箱(玻璃箱的左上方和右侧面各开一个小洞)
(1)提出疑问:在玻璃箱左上方和右侧面各开一个小洞的目的是( )。
A.为了美观 B.方便空气进出 C.为了使蜡烛不熄灭
(2)实验过程:如图①,不点燃蜡烛,把纸条放在透明玻璃箱左上方的洞口处,我们会看到( )。
A.纸条飘动 B.纸条没有飘动 C.纸条先飘动后静止
(3)如图②,点燃蜡烛,过一会儿把纸条放在透明玻璃箱左上方的洞口处,我们会看到( )。
A.纸条飘动
B.纸条没有飘动
C.纸条先飘动后静止
(4)如图③,蜡烛点燃后,将透明玻璃箱右侧面的小洞堵上,把纸条放在左上方的洞口处,我们会看到( )。
A.蜡烛的火焰越米越大 B.纸条没有飘动
C.纸条飘动一段时间后,蜡烛的火焰越来越小
(5)实验结论:没有点燃蜡烛时,周围的空气冷热相同,空气 (填“流动”或“不流动”)。点燃蜡烛后,玻璃箱内的空气变热,热空气会上升, 会补充热空气留下的空间,使玻璃箱内的空气 (填“流动”或“不流动”)。
答案:(1)B
(2)B
(3)A
(4)C
(5) 不流动 冷空气 流动
分析:空气受热后会上升,周围的冷空气流过来补充,空气的流动形成了风。
详解:(1)空气具有流动性,所以在塑料箱的上方和侧面各开一个小洞的作用是方便空气进出。
(2)如图①,不不点燃蜡烛,把纸条放在上方的洞口处,由于空气不流动,所以我们看到纸条没有飘动。
(3)如图②,点燃蜡烛,过一会儿把纸条放在上方的洞口处,犹豫热空气会上升,冷空气流过来补充,空气流动,所以我们看到纸条飘动。
(4)如图③,将透明塑料箱侧面的小洞堵上,把纸条放在上方的洞口处,塑料箱内的热空气上升,会吹动纸条,但是塑料箱内的空气没有得到补充蜡烛就会慢慢熄灭,我们看到纸条飘动一段时间,蜡烛熄灭了。
(5)没有点燃蜡烛时,周围的空气冷热相间,空气不流动,所以纸条不飘动。当点燃蜡烛后,塑料箱内的空气变热,热空气会上升,并从上面的洞口流出吹动纸条,冷空气会从塑料箱侧面的洞口流进塑料箱,补充热空气留下的空间,使塑料箱内的空气流动,从而形成风。
8.究究用A、B两个空矿泉水瓶和两个气球探究空气的特点,他将一个气球套在A瓶瓶口处,并将气球扎牢,将另一个气球开口朝上,套在B瓶瓶口处(如图)。请你结合所学知识和他一起完成实验。
(1)如果用力挤压A瓶,气球( )。
A.无变化 B.会变大 C.会变小
(2)如果往B瓶里吹气,气球会怎样变化?( )
A.无变化。 B.会变大一点。 C.会变很大。
(3)通过实验,能够得出空气具有怎样的特点?
(4)想一想:使用什么方法可以在不取出气球的情况下,尽可能将B瓶中的气球吹大一些?
答案:(1)B
(2)B
(3)空气占据一定的空间。
(4)在B瓶的底部扎一些小孔,这样吹气球时,瓶中的空气就能向外流动,气球就会被吹得大一些。
分析:空气是看不见、摸不着、无色无味透明的气体。能占据空间,会流动,易被压缩,有一定的重量。通过天平可以证明空气有质量。
详解:(1)因为空气流动性强,没有固定的体积和形状,如果用力挤压A瓶,A瓶内的空气会流入气球,气球会变大。
(2)读图可以看出,将一个气球开口朝上,套在B瓶瓶口处,如果往B瓶里吹气,气球会会变大一点,但是不能吹得很大。这是因为B瓶内原有的空气占据了瓶子的空间。
(3)通过以上实验,可以得出的实验结论是:空气能够占据空间。
(4)在不取出气球的情况下,尽可能将B瓶中的气球吹大一些,可以在瓶子底部钻一个小孔,瓶内空气能流出。
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