第三单元 运动和力（知识清单）科学教科版四年级上册

该小学科学四年级上册第三单元“运动和力”知识清单系统梳理了重力、拉力、反冲力、弹力、摩擦力及能量等核心概念，构建了从“力的产生”到“力的作用效果”再到“力的应用”的逻辑链条，为学生搭建了由现象观察到原理探究、由实验验证到工程实践的学习支架。 清单通过分类归纳、层级标注和情境关联等方式呈现知识体系，如将“垫圈数量与小车速度关系”设为实验重点并配以操作提示，强化科学思维中的推理论证能力；设计“气球小车改进方案表”引导学生对比不同喷管对动力的影响，体现技术与工程实践能力；特别设置“常见问题解决指南”，如针对小车不走直线的问题提供车轴调正、喷管校准等具体策略，帮助学生建立模型建构意识。这些实用设计既便于教师精准把握教学重难点，又支持学生自主复习与项目式学习，提升课堂效率与实践素养。

教科版2024•小学科学 四年级（上册） 第三单元 运动和力 （知识清单） 第1课《让小车运动起来》 1.由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。重力能把地球表面的物体拉向地面，重力的方向总是竖直向下。在地球上，物体的质量越大，重力就越大。 2.和重力有关的现象：树上的苹果掉下来，抛向空中的皮球总要落回地面，小孩从滑梯上滑下，水往低处流。 3.研究小车运动快慢和拉力大小的关系 (1)利用垫圈的重力使小车运动，用手挡住小车使小车停止。（每种情况测量三次，求平均值。） (2)标明小车运动的起点和终点，每次实验都要从起点开始，终点结束。 (3)添加垫圈时要从挂一个垫圈开始，一个一个地增加垫圈，直到小车可以动起来，再多个多个地增加垫圈，观察小车的运动是怎样变化的。（拉力的大小用垫圈个数表示。） (4)记录每次垫圈的数量和小车运动的时间。 (5)结论： ①绳子对小车的拉力达到一定程度后，小车才会运动起来。 ②小车运动起来后，垫圈越少，重力越小，对小车的拉力越小，小车运动得就越慢；垫圈越多，重力越大，对小车的拉力越大，小车运动得就越快。 4.使静止的小车运动起来需要动力；滚动的足球会慢慢停下来，是因为它受到了阻力。 5.运动员通过对足球施加力的方法改变足球的运动状态。 第2课《用气球驱动小车》 1.把气球吹足气后再松开口部，气体向后喷出，气球向前运动，气球运动的方向和气体喷出的方向相反。 2.气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。 3.组装利用气球驱动的小车。给气球充足气，放开气球的喷管，小车能运动起来。这是因为充气后的气球具有能量，喷气时可以产生动力。 4.让气球小车行驶得更远的方法 (1)换用更大的气球。 (2)用更轻的材料做车身。 (3)加润滑油，使车轴转动得更灵活。 (4)采用合适的喷管。因为粗喷管喷气快，动力大，但喷气时间短；细喷管喷气慢，喷气时间长，但动力小，所以要综合考虑。 (5)寻找更光滑的行驶路面。 5.利用反冲力的例子有喷气式飞机、火箭、导弹、冲天炮等。 第3课《用橡皮筋驱动小车》 1.拉长的橡皮筋具有能量，释放后可以产生动力。 2.组装用橡皮筋驱动的小车 (1)把橡皮筋连接起来，一端固定在车架上，另一端固定在车轴上。 (2)转动车轮，让皮筋在车轴上缠绕，松开手车轮就会转动。 3.使橡皮筋小车车轮转动的动力来自被拉长的橡皮筋。 4.研究小车行驶距离与橡皮筋在车轴上缠绕的圈数的关系。 (1)相同条件：相同的小车，相同的起点和行驶路线等。 (2)不同条件：橡皮筋缠绕的圈数。 (3)结论：当橡皮筋缠绕的圈数较少时，小车行驶的距离越近；当橡皮筋缠绕的圈数越多时，小车行驶的距离越远。 5.在一定限度内，橡皮筋小车上的橡皮筋缠绕的圈数越多时，产生的拉力越大，力作用在小车上的时间也越长，所以小车行驶的距离越长。 6.像橡皮筋这样的物体在受到外力作用时，形状很容易改变，在形状改变时它们会产生一个要恢复原来形状的力，这个力叫弹力。 7.在一定限度内，橡皮筋下面挂的钩码越多，橡皮筋越长，橡皮筋产生的弹力越大。 第4课《弹簧测力计》 1.弹簧测力计是测量力的大小的工具，由提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩组成。 2.弹簧测力计是根据“弹簧受的拉力越大，伸得越长；受的拉力越小，伸得越短”的特性来测量力的大小的。 3.力的单位是牛顿，简称牛，用符号N表示。它是以英国著名物理学家牛顿的名字命名的。 4.弹簧测力计的刻度是均匀的。 5.不同弹簧测力计刻度板上的一大格（或一小格）代表的力的大小可能是不同的。 6.使用弹簧测力计的注意事项 (1)拿起测力计，先检查指针是不是指在“0”的位置。 (2)读数时，视线与指针相平。 (3)测量的力不能超过测力计刻度标出的最大数量。 (4)测力时，要使弹簧伸长方向跟所测力的方向在一条直线上。 (5)用弹簧测力计测量轻重不同的物体的重力大小前，可以先掂一掂，估测一下。 7.质量为100克的物体的重力约为1牛。 8.生活中利用弹力的地方有撑杆、海绵垫、健身球、蹦床、跳板等。 第5课《运动与摩擦力》 1.一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，运动物体往往会受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。 2.探究用不同的方式移动物体 (1)滑动：将纸盒放在木板上，往托盘里逐渐增加垫圈，当纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量并比较。 (2)滚动（滚木）：用各种笔或筷子等作为“滚木”放在纸盒下，往托盘里逐渐增加垫圈，当纸盒开始运动时，记录垫圈数量并比较。 (3)滚动（轮子）：给纸盒安上轮子，往托盘里逐渐增加垫圈，当纸盒开始运动时，记录垫圈数量并比较。 (4)托盘中垫圈的数量：滑动＞滚动（滚木）＞滚动（轮子）。 3.模拟搬运重物的实验中，三种方式产生的摩擦力从大到小的排序是直接拉纸盒、用“滚木”移动纸盒、给纸盒安装轮子。 4.在相同的条件下，同一个物体滑动时的摩擦力大于滚动时的摩擦力。 5.古时候，人们搬运很重的物体时，往往在物体下面放上滚木。这种做法的原理是变滑动为滚动可以减小摩擦力。 6.摩擦力的影响因素 影响因素 摩擦力的大小（其他条件相同） 接触面积的粗糙程度 越粗糙，摩擦力越大。 越光滑，摩擦力越小。 物体的重力 物体越重，摩擦力越大。 物体越轻，摩擦力越小。 运动方式 滑动，摩擦力较大。 滚动，摩擦力较小。 7.生活中的摩擦力 (1)鞋底的花纹和自行车把手上的花纹都采用使接触面更粗糙的方法增大摩擦力。 (2)拔河比赛前清扫场地沙粒采用变滚动为滑动的方法增大摩擦力。 (3)自行车轴承采用变滑动为滚动的方法减小摩擦力。 (4)气垫船和磁悬浮列车都采用使接触面分离的方法减小摩擦力。 第6课《运动的小车》 1.敲击实验 (1)第一次用橡皮槌重重地敲击音叉，产生的声音大，音叉剧烈振动，说明快速运动的橡皮槌的能量大。 (2)第二次用橡皮槌轻轻地敲击音叉，产生的声音小，音叉轻微振动，说明缓慢运动的橡皮槌的能量小。 2.撞击实验 (1)从三个不同坡度的斜面释放小车，让小车滑下后撞击水平面上的木块。测量、记录木块每次被撞后滑行的距离。 (2)实验步骤：在木块的起始位置摆放小旗或其他标记，释放小车去撞击木块。用小旗或其他标记木块被撞后的位置。然后测量距离，记录数据。 (3)注意：每次都要从斜坡的同一位置释放小车。 (4)实验现象 ①在坡度较小的斜坡上，由静止释放小车，木块被撞后滑行距离较近。 ②在坡度较大的斜坡上，从斜坡的同一位置由静止释放小车，木块被撞后滑行的距离较远。 (5)结论：坡度越大，小车滑下后的速度越大。物体在运动的情况下具有能量。在其他条件相同时，物体运动的速度越大，它具有的能量越大。 3.任何物体工作都需要能量，如果没有能量，自然界就不会有运动和变化，也不会有生命了。 4.我们的日常生活中存在各种形式的能量，运动的小车、发光的灯泡、燃烧的蜡烛、拉长的橡皮筋……，都具有能量。能量还储存在燃料、食物和一些化学物质中。 第7、8课《设计制作小车》 1.设计制作的基本步骤 (1)明确问题：明确设计什么，用途是什么，具体要求有什么。 (2)制订方案：头脑风暴，研究会遇到什么问题，怎样解决，制订最优方案。 (3)实施方案：团队协作，根据方案加工制作，汇报展示。 (4)评估与改进：根据标准评估、打分，反思方案、制作以及整个过程存在的问题，并进一步改进。 2.设计要求 (1)车身长度不超过25厘米。 (2)用橡皮筋或气球作动力。 (3)只能利用提供的材料。（硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带和气球。） 3.设计制作小车的基本步骤 (1)明确问题：利用生活中的材料设计一辆具有动力的小车。 (2)制定方案： ①观察小车模型，了解小车的结构。（车架：支撑、固定；车身：美观、载人；车轴：传递动力；轮子：减小摩擦。） ②讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图。（多角度画出小车；标注主要部分的尺寸；动力方式；各部分所用的材料；每种材料的加工方式和使用工具；各部分的连接方式。） (3)实施方案： ①做好分工，根据设计图制作小车。（确定组装步骤→选择材料和工具→加工材料→组装→调试。） ②汇报、测试。（汇报设计思路→展示设计图→介绍组装流程→测试小车。） (4)评估与改进 ①评估。（小车设计，小车制作，小车功能，团队分工合作，展示讲解） ②根据评估的情况，小组反思设计和制作过程，进一步改善小车。 4.测试并改进小车 发现问题 可能的原因 解决方案 不能走直线 车轴不正 调正 橡皮筋小车动力不足 一根橡皮筋驱动力太小 加橡皮筋 橡皮筋缠绕的圈数太少 多缠几圈 气球小车吹气时间太短 气球太小 换用大气球 喷管太粗 换用稍细的喷管 橡皮筋打滑 车轴和橡皮筋连接处太光滑 在车轴上用胶水粘个小物体，阻止橡皮筋打滑。 (1)橡皮筋动力小车 ①增大小车动力的方法：增加橡皮筋的条数、增加橡皮筋在车轴上缠绕的圈数。 ②减小小车阻力的方法：选用筷子制作车架以减小车身质量；加润滑油或用吸管、笔芯制作轴套使轮轴转动得更灵活。 ③为了避免驱动轮打滑，需要增大驱动轮与地面的摩擦力，我们可以采用稍大稍重的驱动轮，或换用带花纹的轮子。 (2)气球动力小车 ①增大小车动力的方法：采用大气球、大小合适的喷管(直径最好在0.5-1厘米之间)。 ②减小小车阻力的方法：用泡沫塑料或塑料瓶制作车身以减小车身质量；加润滑油或用吸管、笔芯制作轴套使轮轴转动得更灵活。 (3)小车不能走直线的原因包括车轴不正、喷管放歪、橡皮筋缠绕位置太偏等。调整方法：把小车车轴调正、喷管要尽量正对后方、橡皮筋从车轴中间位置开始缠绕。 5.工程师不会将不成功的模型视为失败，而是将它看成一个有价值的学习机会，并能根据其中发现的问题进行反思和改进，做出更好的解决方案。 1 学科网（北京）股份有限公司 $