第五单元 抗风暴房屋（期末知识清单）三年级科学下学期（粤教粤科版·新教材）

第五单元 抗风暴房屋（知识清单） 第一部分：知识巩固 第二十二课 设计抗风暴房屋模型 1．工程师设计抗风暴房屋时，会通过下粗上细的结构、增加墙体厚度等方式提高房屋抵御风暴的能力。 2．设计抗风暴房屋模型的核心需求是抵御风暴，保证房屋稳定不被风吹倒。 3．为减小风的作用力，房屋的横截面多采用圆形、椭圆形或菱形，避免矩形截面。 4．房屋整体结构设计为下粗上细，并且上部少用较重的材料，使房屋重心偏下，更稳定。 5.客家土楼中，圆形土楼的坚固性最好，抗风暴性能最强，因为圆形横截面能减小风的作用力，结构也更稳定。 6.高层建筑安装阻尼器，可以抵消大风、地震带来的摇晃力量，减轻大楼晃动，有效提升建筑的抗风、抗震能力。 7. 设计抗风暴房屋模型的核心需求：抵御风暴，保证房屋稳定不被风吹倒；满足房屋基础功能：保留可供使用的内部空间，实现房屋遮护的基本作用。同时需要考虑结构牢固、安全可靠，以及材料、时间、成本等限制条件。 第二十三课 制作抗风暴房屋模型 1.制作抗风暴房屋模型的完整流程是方案优化→材料准备→模型制作→抗风测试→改进优化，每个环节都不可或缺。 2．测试模型抗风效果时，用鼓风机模拟6级、7级、8级、9级风力，对着模型吹30秒，观察并记录损坏情况。 第二十四课 极端天气防护科普画 1.常见的极端天气有台风、暴雨、高温、寒潮、大雾、沙尘暴、强雷电、干旱等。查阅极端天气防护资料时，我们可以通过搜索引擎、阅读相关书籍、咨询专业人士等途径获取信息。 2.大风天气容易出现树枝折断、广告牌掉落、高空坠物等危险，所以要尽量待在室内，不随便外出，能有效避免被高空坠物砸伤。 3.高温中暑时，首先要把人快速转移到阴凉通风处，远离高温暴晒环境；再用物理方法降温，情况严重必须马上就医。 4.遇到极端天气，首先要沉着冷静，不慌乱，做好自我防护、远离危险区域，保护自身安全。 第二部分：实验探究题 1．某小组的房屋模型抗风测试结果如下表： 风力等级 6 级 7 级 8 级 9 级 房屋模型的损坏情况 无损坏 轻微摇晃 连接部位松动 被吹倒 请根据表格中的数据回答问题： (1)该模型在几级风时开始出现损坏？在几级风时完全被吹倒？ (2)根据测试结果，分析模型的不足，并提出两条合理的改进建议。 【答案】(1)模型在7级风时开始出现损坏（轻微摇晃），在9级风时完全被吹倒。 (2)模型的不足： ①结构稳定性不足，连接部位在8级风时松动，说明连接不牢固。 ②整体抗风能力较弱，无法抵御9级风，可能是迎风面过大或重心过高。 改进建议： ①用胶水或胶带加固模型的连接部位，提高牢固性。 ②将模型的横截面改为圆形或椭圆形，减小迎风面。 【详解】（1）从表格中可以看到，6级风时房屋模型无损坏，7级风时出现轻微摇晃，这就是开始出现损坏的风力等级；9级风时房屋模型被吹倒，这就是完全被吹倒的风力等级。 （2）问题分析： 从损坏情况来看，8级风时就出现了连接部位松动的情况，这表明模型的连接部分不够牢固，结构稳定性存在不足。 9级风就将模型吹倒，说明模型整体的抗风能力比较弱，可能是因为迎风面的设计不合理，比如迎风面过大，或者是模型的重心过高，导致在风力作用下容易被吹倒。 改进建议： 加固连接部位：因为连接部位松动是结构不稳定的一个表现，所以用胶水或胶带加固连接部位可以提高模型的牢固性，增强结构稳定性。 改变横截面形状：将横截面改为圆形或椭圆形，相比原来的形状可以减小迎风面，从而减少风力对模型的作用力，提高抗风能力。 2．某同学设计了两个房屋模型，如下表： 模型编号 横截面形状 整体结构 墙体厚度 抗风测试结果 模型 A 正方形 上下一样粗，上部较重 较薄 被风吹倒 模型 B 圆形 下粗上细，上部较轻 较厚 未被吹倒 请根据表格中的数据回答问题： (1)两个模型中，哪个更能抵御风暴？ (2)对比两个模型的设计，分析模型 A 被吹倒的原因；模型 B 能抵御风暴的设计优势有哪些？ 【答案】(1)模型B更能抵御风暴。 (2)模型A被吹倒的原因： ①横截面为正方形，迎风面大，风的作用力集中。 ②上下一样粗，上部较重，重心偏高，结构不稳定。 ③墙体较薄，抵御风的能力弱。 模型B的设计优势： ①横截面为圆形，属于流线型，能减小风对房屋的作用力。 ②下粗上细的结构，上部较轻，重心偏下，结构更稳定。 ③墙体较厚，提高了对风暴的抵御能力。 【详解】（1）依据抗风测试结果，模型A被风吹倒，而模型B未被吹倒，直接表明模型B在抗风性能上更优。 （2）模型A被吹倒的原因：横截面为正方形，风力易在棱角处集中，形成涡流，增大风阻与推力。整体结构“上下一样粗，上部较重” ，重心偏高，稳定性差，易倾覆。墙体较薄 ，结构刚度不足，难以抵抗风压变形。 模型B能抵御风暴的设计优势：横截面为圆形，无棱角，风力均匀分散，气流绕行顺畅，显著降低风阻。整体结构“下粗上细，上部较轻” ，重心低、底部稳固，抗倾覆能力强，墙体较厚，结构强度高，抗风压与抗变形能力更强。 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $