第三单元 运动和力（期末知识清单）四年级科学上学期（教科版）

该小学科学单元知识清单系统梳理了“运动和力”单元内容，涵盖力的概念（重力、反冲力、弹力）、测量（弹簧测力计）、应用（驱动小车、摩擦力）、能量及设计制作等范畴，搭建了从基础概念认知到实验探究再到实践应用的递进式学习支架。 清单通过“结论加粗”“步骤分点”突出重难点，如小车运动与拉力关系的实验结论、设计制作小车的四步流程，培养科学思维与探究实践。实验探究题结合数据记录表，强化证据分析能力，不同层次学生可自主梳理知识，教师能据此设计针对性教学活动，提升课堂效率。

第三单元 运动和力（知识清单） 第一部分：知识巩固 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。 (2)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。 (4)结论 ①垫圈重力或拉力达到一定程度，小车才会运动起来。 ②小车运动起来后，垫圈越少，重力越小，拉力越小，小车运动得就越慢；垫圈越多，重力越大，拉力越大，小车运动得就越快。 4.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，气球运动的方向和喷出气体的方向相反。 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.气球在飞行过程中，喷气嘴会无规律地收缩振动，导致其方向会随机地发生变化，使气球的运动没有规律可循。 4.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。 5.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。 6.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.使橡皮筋小车车轮转动的动力来自被拉长的橡皮筋。 3.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。 4.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。 5.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.弹簧测力计是一种测量力的大小的工具。 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小格代表的力可能是不同的。 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.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。 3.轮子可以看作移动的滚木。人类发现可以用滚动的方式前进，是一个了不起的创举。 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。 第6课 运动的小车 1.敲击实验。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；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)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。 (2)注意：每次都要从斜坡的同一位置释放小车。 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课设计制作小车（一） 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。 第8课 设计制作小车（二） 1.测试并改进小车(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。 2.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。 第二部分：实验探究题 1．下面是某小组同学做的“研究拉力大小与小车运动快慢是否有关”的实验记录表，结合实验记录表回答相关问题。 实验序号 拉力大小 （垫圈个数） 从起点到终点的时间（秒） 第一次 第二次 第三次 平均 1 2 2.36 2.43 2.42 2.40 2 4 1.77 1.8 1.74 1.77 3 8 0.98 1.06 0.90 0.98 (1)如上表所示，小车开始运动，拉动小车的力来源于（    ）。 A．人的拉力 B．垫圈的重量 C．小车的重量 (2)在实验中，绳子要系在小车车头的（    ）位置，才不会使小车跑偏。 A．中间 B．偏左 C．偏右 (3)拉小车的绳子长度约等于（    ）比较合适。 A．桌子的长度 B．桌子的高度 C．桌子的宽度 (4)实验中，唯一需要我们改变的量是（    ）。 A．拉力大小（垫圈个数） B．小车重量 C．桌面材质 (5)从表中数据可以得到的结论是：拉力越大，小车运动得（    ）。 A．越快 B．越慢 C．不变 【答案】(1)B (2)A (3)B (4)A (5)A 【详解】（1）本实验是通过改变垫圈个数来改变对小车的拉力，当垫圈因重力向下运动时，通过绳子拉动小车开始运动，所以拉动小车的力来源于垫圈的重量，选B。 （2）在实验中，为了保证小车沿直线运动，绳子要系在小车车头的中间位置，选A。 （3）实验中，细绳长度应与桌子高度相当（约等于桌面到地面的距离），这样垫圈能悬空下垂，提供稳定的拉力。若太短，垫圈可能无法自由下落；太长，则容易拖地或晃动，影响实验准确性。故选B。 （4）该实验是“研究拉力大小与小车运动快慢是否有关”，根据控制变量法，唯一需要改变的量是拉力大小（通过改变垫圈个数实现），小车重量、桌面材质等其他因素要保持不变，选A。 （5）从数据可以看出，拉力大小（垫圈个数）越大，小车从起点到终点的平均时间越短，说明小车运动得越快，选A。 2．科学课上，同学们用小车、细线、垫圈和秒表来研究“拉力大小与小车运动快慢的关系”。实验装置如下图所示： (1)在这个实验中，让小车运动的力主要来自于（   ）。 A．小车的重力 B．桌面的推力 C．垫圈的重力 D．空气的阻力 (2)实验中，需要改变的条件是（   ）。 A．小车的重量 B．路面的光滑程度 C．小车运动的距离 D．垫圈的数量 (3)为了实验的公平，下列需要保持相同的条件是（   ）。 A．小车运动的距离和路面情况 B．小车运动的距离、路面情况和小车的重量 C．只有小车运动的距离 D．只有垫圈的数量 (4)如表格，此实验说明（   ）。 垫圈个数 所用时间 第一次 2个 5秒 第二次 4个 2秒 A．拉力越大，小车运动越快 B．拉力越小，小车运动越快 C．拉力大小与小车运动快慢无关 D．垫圈越多，小车越重，所以运动慢 (5)在实验过程中，有同学发现小车刚开始运动时很慢，后来变快。为了更准确地测量速度，我们最好（   ）。 A．只测量小车中间一段路程的时间 B．测量小车从起点到终点的总时间 C．增加垫圈的数量 D．换一辆更重的小车 【答案】(1)C (2)D (3)B (4)A (5)B 【详解】（1）实验装置是“细线连接小车和悬挂的垫圈”，核心是分析“动力来源”： A．小车的重力小车的重力方向是“竖直向下”，而小车是在水平桌面上运动，重力不会提供水平方向的动力，错误。 B．桌面的推力桌面是支撑小车的物体，不会主动对小车施加“向前的推力”，错误。 C．垫圈的重力垫圈受到地球的重力（竖直向下），这个力通过细线传递给小车，转化为“水平向前的拉力”，推动小车运动，因此这是小车运动的动力来源，正确。 D．空气的阻力空气阻力是“阻碍小车运动”的力（会让小车变慢），不是动力，错误。 故选C。 （2）实验的研究主题是“拉力大小与小车运动快慢的关系”，根据控制变量法，需要改变的是“拉力大小”，其他条件保持不变： A．小车的重量小车重量会影响运动快慢（重的小车更难加速），因此实验中要保持小车重量不变，不能改变，错误。 B．路面的光滑程度路面光滑程度会影响摩擦力（摩擦力越小，小车运动越快），因此实验中要保持路面情况不变，不能改变，错误。 C．小车运动的距离实验中需要测量“相同距离下的运动时间”来比较快慢，因此运动距离是固定的，不能改变，错误。 D．垫圈的数量垫圈数量越多，总重力越大，对小车的拉力就越大，因此“垫圈数量”是用来改变“拉力大小”的条件，正确。 故选D。 （3）控制变量实验的“公平性”要求：除了研究的变量（拉力大小），其他可能影响结果的条件都要相同： A．小车运动的距离和路面情况该选项缺少“小车的重量”（小车重量会影响运动快慢），条件不完整，错误。 B．小车运动的距离、路面情况和小车的重量这三个条件都会影响小车的运动快慢：运动距离相同，才能通过 “时间” 比较快慢；路面情况相同，摩擦力才相同；小车重量相同，受力后的加速效果才一致。因此这三个条件都需要保持相同，正确。 C．只有小车运动的距离仅保持距离相同，路面、小车重量不同的话，实验结果会受干扰，不公平，错误。 D．只有垫圈的数量垫圈数量是“需要改变的变量”，不是保持相同的条件，错误。 故选B。 （4）根据表格可知： A．拉力越大，小车运动越快数据显示“拉力越大（垫圈多），相同距离用时越短”，说明运动越快，正确。 B．拉力越小，小车运动越快与数据矛盾（拉力小的时候用时更长、运动更慢），错误。 C．拉力大小与小车运动快慢无关数据明显体现了“拉力变化，运动快慢变化”，因此是有关的，错误。 D．垫圈越多，小车越重，所以运动慢错误有两点：①小车的重量没有变化（垫圈是悬挂的，不是放在小车上）；②数据显示垫圈多的时候运动更快，不是更慢，错误。 故选A。 （5）A．只测量小车中间一段路程的时间小车中间阶段的速度相对稳定（加速结束后），测量这段的时间和路程，计算出的速度更准确，A的速度更准确，正确。 B．测量小车从起点到终点的总时间总时间包含“刚开始的加速阶段”，此时速度不均匀，计算出的“平均速度”不能反映真实运动快慢，错误。 C．增加垫圈的数量增加垫圈会改变“拉力大小”，偏离了“测量当前拉力下速度”的目的，错误。 D．换一辆更重的小车换更重的小车会改变“小车重量”，实验条件被破坏，无法准确测量原小车的速度，错误。 故选A。 3．下面是科学小组实验探究“运动与摩擦力”活动，回答下列问题： 次数 1 2 3 平均值 光滑接触面 3.5N 3.6N 3.4N 3.5N 粗糙接触面 7.8N 7.7N 7.9N 7.8N (1)关于弹簧测力计，说法不正确的是（   ）。 A．每次测量前先调零 B．快速拉动物体，边拉边读数 C．读数时视线要与刻度盘垂直 (2)实验要公平，要控制哪些条件相同（   ）。 ①物体形状    ②物体大小    ③物体重量    ④运动方式 A．①② B．①②③ C．①②③④ (3)分析表格数据，科学小组这次实验探究的结论是（   ）。 A．压力不变时，接触面越粗糙，摩擦力就越大。 B．压力不变时，接触面越粗糙，摩擦力就越小。 C．接触面不变时，压力越大，摩擦力就越小。 (4)下列选项，增加摩擦力的是（   ）。 A．塑料瓶盖 B．滴润滑油 C．溜冰鞋 (5)下列选项，减小摩擦力的是（   ）。 A．行李箱的轮子 B．毛巾擦桌子 C．轮胎的花纹 【答案】(1)B (2)C (3)A (4)A (5)A 【详解】（1）A．弹簧测力计使用前需要先调零，这样才能保证测量的准确性，A选项说法正确； B．使用弹簧测力计时，应匀速拉动物体，使弹簧测力计的示数稳定后再读数，而不是快速拉动物体边拉边读数，B选项说法错误； C．读数时视线要与刻度盘垂直，以避免读数误差，C选项说法正确。 故选B。 （2）在探究“运动与摩擦力”的实验中，要探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需要控制其他可能影响摩擦力的因素相同。物体形状、大小、重量以及运动方式都可能对摩擦力产生影响，所以都需要控制相同，答案选C。 （3）从表格数据可以看出，在压力不变的情况下（实验中物体相同，对接触面的压力相同），光滑接触面时摩擦力平均值为3.5N，粗糙接触面时摩擦力平均值为7.8N，即接触面越粗糙，摩擦力越大，所以A选项正确。 （4）A．塑料瓶盖表面相对粗糙，在拧瓶盖时，通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力，方便打开瓶盖，A选项符合题意； B．滴润滑油可以使接触面分离，从而减小摩擦力，B选项不符合题意； C．溜冰鞋的轮子是滚动摩擦，相比滑动摩擦能减小摩擦力，C选项不符合题意。 故选A。 （5）A．行李箱的轮子是滚动摩擦，滚动摩擦小于滑动摩擦，能够减小摩擦力，A选项符合题意； B．毛巾擦桌子时，毛巾表面粗糙，增大了接触面的粗糙程度，会增大摩擦力，B选项不符合题意； C．轮胎的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，C选项不符合题意。 故选A。 8 学科网（北京）股份有限公司 $