第五单元 大自然里的老师（知识清单）科学大象版五年级下册

第五单元 大自然里的老师（知识清单） 第一部分：知识巩固 第一课 苍耳的启示 1.仿生学是人们从大自然中获得灵感，通过研究生物体的结构与功能，并根据其中的原理发明出新的设备、工具和技术的学科。 2.模仿苍耳子发明尼龙搭扣是人类发明史上一个典型的仿生学案例。事实上,很多发明都可以从大自然中找到原型。研究并模仿各种生物的形态、功能、结构等特征进行设计和发明，是常见的仿生学思路。 4.仿生学不仅以生物的形状、功能和结构等特征为模仿对象，还需要研究它们的(原理)，从而为工程技术提供更有价值的设计思想。 5.科学家们往往并不能直接从大自然中找到可以仿效的解决方案，他们首先需要观察，找到自己需要的生物原型,接着研究这种动物。 第二课 鸟和飞机 1.人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。 2.飞机飞行的原理是:飞机的上升力绝大部分由机翼产生,空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流,分别沿机翼上、下表面流过。机翼上表面凸起，空气流动速度较快压强小;下表面较平,空气流动速度较慢,压强大。这二者之间的(压力差)，产生了使飞机向上的托举力，飞机就飞起来了。 第三课 空投包的仿生原型 1.蒲公英模型的原理是蒲公英的种子像撑开的小伞,减慢了下降的速度。所以能实现安全着陆。猫爪肉垫模型的原理是猫爪柔软的肉垫,使得猫落地时得到了有效缓冲。椰子模型的原理是里面有一层防震的材料外面有一层硬壳,可以很好地保护里面的物质。 2.翅果模型的制作方法: (1)按照翅果原型的样子制出模板,大小约是原物的2~3倍,在中线位置钉上4个订书钉。 (2)把模型放在桌子边上按压,使模型上的中线与桌子边线垂直,仿造出最贴近翅果种子的拱形结构。 (3)用拇指、中指和食指抓住模型的棱角，轻轻地将它推出，使其水平滑向地面。如果模型在滑翔过程中不稳定，可以调整弧度或添加订书钉。 3.翅果模型因为巨大的翅膀，减慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。但是如果用在空投包的制作上，翅膀要很大才行。 第四课 防震原理研究 1.生物降落时的防震保护原理：减缓下落速度；增加缓冲效果；增强保护力度。跳高时落在气垫上、自行车坐垫上装减震弹簧，是通过弹力缓冲作用，减小冲击力，利用了防震作用。 2.猫可以从高处跳下并安全着陆是因为脚有厚厚的肉垫，能够增加缓冲效果，从而帮助生物实现安全着陆 第五课 我们的空投包 1.科学家们往往并不能直接从大自然中找到可以仿效的解决方案，他们首先需要观察，找到自己需要的生物原型，接着研究这种动物或者植物是如何解决这一问题的。 2.在户外对空投包进行实验时，要注意：实验时应采取足够的安全保护措施；实验时应注意安全，防止意外冲撞；实验时不可相互打闹；不可在没有防护栏杆或者防护栏杆不够牢固的地方进行实验。 3.制作空投包要经过实验、设计、制作、改进等过程。科学、技术、工程，都是在科学家、发明家、工程师们一次又一次的不懈努力中不断取得进步。 第二部分：实验探究题 1．如图是探究小组设计的空投包。 ①用硬纸板做成一个边长为10厘米的正方体，在上层面设计一个开箱器。 ②在正方体的其他五个面上加上小红花“”的标志。 ③在正方体里面先设计一圈防水层“”，再垫上一圈海绵“”。 ④用四根长度相同的玻璃线吊着四个气球，作为降落伞。 (1)在正方体外面加上小红花的目的不包括（    ）。 A．作为标志 B．醒目，引起注意 C．减小阻力 (2)吊着气球的线采用玻璃线而不是棉线的主要原因是（    ）。 A．玻璃线比棉线好看 B．玻璃线不粗糙，阻力小 C．玻璃线有弹性 探究小组用该空投包进行了实验。 (3)实验时，发现空投包在下落时，一端高，一端低，原因可能有：________。 (4)空投包落地后，发出了“啪”的一声，箱子外面有了破损，原因可能是：________。 (5)请你针对以上问题，写出改进的措施。 【答案】(1)C (2)B (3)空投包里的物品摆放不均匀；气球的大小不一样 (4)气球太小，箱子太重 (5)尽量保持气球足够大且大小一样；空投时，保证箱子中的物品摆放在中间位置；在箱子外面再包裹一层海绵。 【详解】（1）在正方体外面加上小红花的作用是作为标志，又很醒目，可以吸引注意。小红花不能起到减小阻力的作用。 （2）吊着气球的线采用玻璃线，线不需要考虑是否好看。玻璃线是一种由玻璃纤维制成的线材，外观类似于普通的塑料线，但硬度远高于塑料。这里使用玻璃线主要是因为它不粗糙，阻力小，还有一定的硬度。 （3）发现空投包在下落时，一端高，一端低，说明空投包受力不平衡，可能是空投包里的物品摆放不均匀，使得重心不在正中间。也可能是气球的大小不一样，每根绳子上受力不均匀，也会出现一端高，一端低的情况。 （4）空投包落地后，发出了“啪”的一声，说明空投包落地不平稳，没能很好地缓冲，使得箱子破损。造成这一现象可能是因为气球太小或者箱子太重，落地时不平稳。 （5）针对下落时，一端高，一端低的情况，我们可以尽量保持气球足够大且大小一样；空投时，保证箱子中的物品摆放在中间位置。针对箱子外面有了破损的情况，我们可以在箱子外面再包裹一层海绵，让空投包具有更强的缓冲能力。 2．仿生学是人们从大自然中获得灵感，通过研究生物体的结构和功能，并根据其中原理发明出相关设备、工具和技术的学科。如果说鸟类是人类升空飞行的“启蒙教师”，那么昆虫则是人类发展航空技术的最佳楷模。科学家从蜻蜓身上那引人注目的黑色"翅痣"得到启示，从而结束了因飞机机翼震动而导致机毁人亡的历史：在苍蝇后翅的启示下，成功地研制了一种体积小、质量轻的“振动陀螺仪”；根据变色龙隐形原理发明了隐形飞机，隐形飞机隐形并不是让我们肉眼看不到，而是躲避雷达的追踪。 根据以上材料，完成下列问题。 (1)人类升空飞行的“启蒙教师”是（   ）。 A．蜻蜓 B．鸟类 C．苍蝇 (2)防止机翼震颤技术的发明是模仿（   ）。 A．蜻蜓的“翅痣” B．鸟类的翅膀 C．苍蝇的翅膀 (3)飞机上的“振动陀螺仪”模仿的是（   ）。 A．蜻蜓的翅膀 B．鸟类的翅膀 C．苍蝇的后翅 (4)隐形飞机的隐形原理是（   ）。 A．肉眼无法看到 B．将飞机藏起来 C．躲避雷达追踪 【答案】(1)B (2)A (3)C (4)C 【分析】仿生学是人们从大自然中获得灵感，通过研究生物体的结构和功能，并根据其中原理发明出相关设备、工具和技术的学科。 【详解】（1）材料中明确指出鸟类是人类升空飞行的启蒙教师，意思是鸟类启发了人类实现飞行梦想，例如早期飞行器的设计参考了鸟类的飞行方式。因此，选项B正确。 （2）材料中提到，科学家从蜻蜓的翅痣（翅膀上的黑色斑点）得到启示，解决了飞机机翼震颤的问题。蜻蜓的翅痣能帮助稳定飞行，防止震颤，这一原理被应用于飞机设计。因此，选项A正确。 （3）材料中说明，在苍蝇后翅的启示下，科学家研制出了“振动陀螺仪”。苍蝇的后翅结构轻巧且能快速振动，这启发了陀螺仪的设计，使其体积小、质量轻，用于飞机导航。因此，选项C正确。 （4）材料中强调，隐形飞机的“隐形”不是肉眼看不到（如选项A），也不是简单地将飞机藏起来（如选项B），而是模仿变色龙的隐形原理，通过特殊设计减少雷达波反射，从而避免被雷达发现。因此，选项C正确。 3．科学探究小组制作了一个空投包设计效果图，请分析该空投包的结构并对其进行评价。 （1）该空投包借鉴的生物原型有___________。 （2）该空投包分为内、外两层，外层材料适合用______________（从下列选项中选）来制作，因为该材料可以_____________；内层材料适合用_____________（从下列选项中选）来制作，因为该材料可以________。 A．塑料袋    B．瓦楞纸板    C．泡沫板 （3）你认为该空投包还有什么可以改进的地方吗？____________。这样改进是因为借鉴了__________________________。 【答案】 椰子、翅果 B 保护内衬 C 有效减小缓冲 可以增加降落伞 蒲公英 【分析】大自然的动物有很多特别的本领，人们研究了它们，就有了许多创造发明。 【小题1】仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。科学探究小组制作了一个空投包设计效果图，该空投包借鉴的生物原型有椰子、翅果。 【小题2】不同的材料具有不同的特点和作用，不同的特性具有不同的用途。该空投包分为内、外两层，外层材料适合用瓦楞纸板来制作，因为该材料可以抗压；内层材料适合用泡沫板来制作，因为该材料可以有效增强缓冲。 【小题3】降落伞由伞面、伞绳和下坠物三部分组成，主要功能是通过增大阻力来减缓人体降落的速度。该空投包可以增加降落伞，这样改进是因为借鉴了蒲公英。 1 学科网（北京）股份有限公司 $