科学小组活动教材.docx
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科学小组活动教材
科学兴趣小组教材
菩萨庙中心小学
目录
第一章鸡蛋浮起来
第二章带电的气球
第三章漂浮的针
第四章热胀冷缩
第五章光的折射
第六章制作净水器
第七章制作吸尘器
第八章做个土电话
第九章筷子的神力
第十章制作红绿灯
第十一章制作压力喷泉
第十二章自制小台灯
第十三章瓶子赛跑
第十四章有孔纸片托水
第十五章蜡油抽水机
第十六章活动展示
让鸡蛋浮起来的实验
实验过程如下：
一、准备器材：
透明杯子一个；鸡蛋一个；食盐；筷子等。
二、实验步骤：
1、在杯子里盛上清水
2、再把鸡蛋放入杯子里，观察鸡蛋在水里的沉浮情况。
观察结果：
鸡蛋沉在杯底。
3、向杯里不断加盐并搅拌，并观察鸡蛋在水里的沉浮情况。
观察结果：
鸡蛋在盐水里浮起来了。
三、实验结论：
通过实验，证明了水是有浮力的，而且盐水的浮力比淡水的浮力大。
相关知识：
盐水漂浮科学机理
根据阿基米得定律，浮力是由于物质的比重不同，流体中的物体与流体之间比重的差异，而引起的一种自然现象。
1、人体的比重
正常人体的比重介于0.96-1.04，深呼吸时人体比重甚至可以达到1.057。
10岁儿童正常呼吸状态时比重平均为0.967，成人正常呼吸状态时的比重平均值为0.98。
因人体有不同差异，幼儿、老年人比重较小；女人比男人比重小；干瘦体形比肥胖体形的比重大。
2、浮力的分类
物体比重大于液体比重时为负性浮力；小于液体比重时为正性浮力；等于液体比重时为中性浮力。
3、运城盐湖盐水漂浮的机理
运城盐湖属内陆咸水湖，由于其特殊的成矿规律及独特的含盐量，形成上千万立方米比重为1.2-1.3之间对人体皮肤无毒、无刺激的盐水。
根据阿基米德定律，盐水的比生大于人体的比重，所以对人体产生正性浮力，人们可自由地漂浮在盐水上。
即使完全不会游泳的人，也可放心仰卧水面，随波漂浮，甚至可以仰面捧读，享受那种奇妙的感觉。
漂浮时感觉处在半睡眠状态，好象时间已经不复存在。
死海
地处西亚的死海，其北面有约旦河流入，南面有哈萨河流入，但没有水道和海洋通连，湖里的水只进不出。
由于死海所在地区炎热干燥，气温高，蒸发强烈，水分蒸发后盐分却留了下来。
年深日久，湖中积累的盐分就越来越多了，使死海变成世界上最咸的湖泊，含盐量高达230‰--250‰。
即十斤湖水中含有两斤盐，是一般海水含盐量的七倍。
由于含盐量高，湖水比重为1.172到1.227，超过人体的比重，所以在死海中游泳人平躺在水面上也不会下沉。
因为死海中含盐量太大，所以湖水里除了某些细菌外，其它生物都不能生存，沿岸草木稀少，湖泊章围死气沉沉。
故称之为“死海”。
死海南北长80千米，东西宽为5~16千米，其海面低于地中海海面392米，最深处为395米。
死海是世界上盐度最高的天然水体之一，水中除细菌外，水生植物和鱼类很难生存，沿岸树木也极少，因此被命名为“死海”。
死海实际上是一个大盐湖，虽然没有什么特别的美景，但大自然赋予它的那股神秘力量，却吸引着众多的旅游者。
相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。
奇怪的是，这些俘虏竟然没有沉下去，而是个个都浮在水面之上，统帅以为这是神灵在保佑他们，就把俘虏释放了。
死海中虽然没有任何水中动植物，但对人类的照顾却是无微不至的，因为它会让不会游泳的人在海中游泳。
任何人掉入死海，都会被海水的浮力托住，这是因为死海中的水的比重是1.17~1.227，而人体的比重只有1.02~1.097，水的比重超过了人体的比重，所以人就不会沉下去。
旅行社的导游们拍下了一幅幅令人不可思议的照片：
游客们悠闲地仰卧在海面上，一只手拿着遮阳的彩色伞，另一只手拿着一本画报在阅读，随波漂浮。
死海的海水不但含盐量高，而且富含矿物质，常在海水中浸泡，可以治疗关节炎等慢性疾病。
因此，每年都吸引了数十万游客来此休假疗养。
死海海底的黑泥含有丰富的矿物质，成为市场上抢手的护肤美容品。
以色列在死海边开设了几十家美容疗养院，将疗养者浑身上下涂满黑泥，只露出两只眼睛和嘴唇。
富含矿物质的死海黑泥，由于健身美容的特殊功效，使它成为以色列和约旦两国宝贵的出口产品。
20多年来，死海已经由原来的近400平方千米缩减至300平方千米。
有人预言，死海面积将缩减至250平方千米，约等于300年前的三分之一。
近来有人提出死海不死的新论点，他们引证最新的科学考察结果，证明死海里存在着微生物——大量嗜盐细菌和藻类，它们在含盐量极大的海水的滋养下，活跃地繁殖生长。
这无疑是一个新的科学发现。
死海中还有太多的谜至今没有解开，如其众多的矿物质来自何处，一直没有定论。
带电的气球
实验过程：
思考：
两个气球什么情况下会相互吸引,
什么情况下会相互排斥?
材料：
打好气的气球2个、线绳1根、
硬纸板1张
操作：
1将两个气球分别充气并在口上打结。
2用线将两个气球连接起来。
3用气球在头发（或者羊毛衫）上摩擦。
4提起线绳的中间部位，两个气球立刻分开了。
5将硬纸板放在两个气球之间，气球上的电使
它们被吸引到纸板上。
讲解：
1一个气球上的电排斥另一个气球上的电。
2两个气球上的电使它们被吸引到纸板上。
创造：
你能用其它小实验说明气球带电吗？
相关知识：
摩擦起电
摩擦起电（electrificationbyfriction）是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。
得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
因此原来不带电的两个物体摩擦起电时，它们所带的电量在数值上必然相等。
摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。
两种电荷：
自然界中只存在两种电荷。
规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
电荷间的相互作用：
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
任何两个物体摩擦，都可以起电。
18世纪中期，美国科学家本杰明·富兰克林经过分析和研究，认为有两种性质不同的电，叫做正电和负电。
物体因摩擦而带的电，不是正电就是负电。
实质：
摩擦起电的实质是电荷的转移。
漂浮的针
实验过程：
思考：
针为什么会浮在水面上？
材料：
一碗水、针、叉子、液体清洁剂
操作：
1、在杯子里倒一杯清水
2、用一个叉子，小心地把一根针放到水的表面
3、慢慢地移出叉子，针将会浮在水面上
4、向水里滴一滴清洁剂，针就沉下去了
相关知识：
水的表面张力
1、是水的表面张力支撑住了针，使之不会沉下。
表面张力是水分子形成的内聚性的连接。
这种内聚性的连接是由于某一部分的分子被吸引到一起，分子间相互挤压，形成一层薄膜。
这层薄膜被称做表面张力，它可以托住原本应该沉下的物体。
2、清洁剂降低了表面张力，针就浮不住了。
热胀冷缩
实验过程：
1、观察铜球的热胀冷缩现象
1、我们知道了液体、气体具有热胀冷缩的性质后，你还想知道什么？
到底固体会不会热胀冷缩，现在我们就来做一个实验来验证一下。
2、教师出示实验材料：
这里有一个铜球，这里还有一个金属环，铜球刚好能通过金属环。
我们就用这个装置来做实验。
3、你们认为这个实验应该怎样做？
根据什么现象知道固体的金属球有没有热胀冷缩的性质。
4、交流讨论，确定实验方法。
5、按学生汇报的方法演示实验。
6、小结：
通过实验我们发现铜球具有热胀冷缩的性质。
2、观察钢条的热胀冷缩现象
1、师：
老师给每个小组提供了圆形的金属垫圈或钢丝条，根据材料设计一个实验装置，观察它们的变化。
2、学生交流实验方法。
3、分组实验，教师巡视指导。
4、交流现象。
5、小结：
我们发现金属垫片和钢丝条也有热胀冷缩的性质。
3、金属热胀冷缩吗
1、师：
铜球和钢条都有热胀冷缩的性质，那么是不是所有的金属都会热胀冷缩呢？
总结：
通过前面的学习，我们知道了许多物体都有热胀冷缩的现象。
相关知识：
物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩。
这是由于物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。
物体都有热胀冷缩的现象，日常生活中我们可以利用这种现象解决一些困难。
知识运用：
1．有时候夏天路面会向上拱起，就是路面膨胀......（所以水泥混凝土路面每隔一段距离都有空隙留着）
2．买来的罐头很难打开，是因为工厂生产时放进去的是热的，气体膨胀，冷却后里面气体体积减小，外面大气压大于内部，所以难打开；而微热罐头就很容易打开了。
3．温度计，温度计，是测温仪器的总称，可以准确的判断和测量温度。
利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。
有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计1、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等等等等多种种类供我们选择，但要注意正确的使用方法，了解测温仪的相关特点，便于更好的使用它。
4．夏天，电工在架设电线时，如果把线绷得太紧，那么到冬天，电线受冷缩短时就会断裂。
所以一般夏天架设电线时电线都要略有下垂。
特殊情况：
但也有例外，比如说水，这并不是说热胀冷缩对水不成立啦~！
而是水中存在氢键，在温度下降情况下，水中的氢键数量增加，导致体积随温度下降体积反而增大！
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烧杯?
黑?
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实验过程：
1．把铅笔斜插入烧杯内?
2．把黑纸放在烧杯的后面，做背景?
3．观察烧杯中铅笔的样子。
4．将烧杯倒满水，观察现在铅笔的样子是什么样？
5．分析光折射的原因
6．光的折射生活应用。
相关知识：
概念：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。
特性：
光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光线则进入到另一种介质中。
由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
在折射现象中，光路可逆。
注意：
在两种介质的分界处，不会发生折射，但是发生反射。
反射光线光速与入射光线相同，折射光线光速与入射光线不相同
制作净水器
目的：
本活动制作一只简易净水器，以达到改善水质的目的。
工具与材料
钻子，剪刀。
塑料可乐瓶，纱绳，水龙头套，橡皮管，纱布，橡皮塞，活性炭，ABS胶水，麦饭石，玻璃导管，胶带纸。
活动过程
1．取一只塑料可乐瓶，去掉底部硬座，在瓶底用烧红的钻子钻十几个小孔，瓶口塞上带玻璃导管的橡皮塞，做成过滤器（图1中甲瓶）。
活动过程
2．另取一只塑料可乐瓶，剪去带硬座的部分，在瓶盖上钻一小孔，作为出水口，做成盛器（图1中乙瓶）。
3．在甲瓶离瓶底15～18cm处涂上3厘米宽的ABS胶水。
在乙瓶底部内壁上涂上宽为4cm的ABS胶水。
待胶水稍干后，将底部蒙有一层纱布的甲瓶套入乙瓶内，用透明胶带纸粘住两瓶衔接处，并用纱绳加固。
4．在甲瓶玻璃导管的一端连接橡皮管，橡皮管的另一端与水龙头套相连。
5．在甲瓶内装入500g活性炭，乙瓶内装入10g麦饭石，并在出水口处蒙一层纱布，简易净水器就做成了（图2）。
活动过程
说明与延伸
1．麦饭石起矿化作用，也可以不加。
2．若需检验活性炭是否失效，可在净化水中滴加几滴HA-1净水器快速检验剂。
该检验剂是一种胺类化合物，若滴入后水显浅黄色，说明活性炭已失效，应更换活性炭。
3、活性炭具有较大的比表面积，可以吸附水中的杂质。
饮用水通过活性炭过滤后，能去除其中的有害物质，使水质得到明显改善。
制作吸尘器
材料准备：
塑料瓶1个，小风扇机组1个，杯子1个，
电池座，开关，导线等
制作过程：
1、剪掉瓶底，备用。
2、把杯子扣出几个小洞，固定小风扇机组。
3、将瓶子和杯子连接起来。
4、连接电路，吸尘器制成。
工作原理：
打开吸尘器开关，风扇机组运作，产生旋风，利用风的吸力把杂物带入吸尘器。
做个土电话
材料准备：
一次性纸杯2个，毛线3米
制作过程：
A．制作方法
①话筒。
找两只塑料冰淇淋杯或纸杯，用剪刀把杯底剪掉。
每个纸杯都是既做话筒又做听筒。
②振动膜。
用牛皮纸做振动膜。
将纸剪成圆形，比纸杯底直径略大。
用胶水将圆贴在杯底，纸尽可能拉紧。
③穿线。
找一根几米长的棉线，把两个纸杯连起来，用大头针在纸杯振动膜中心穿一小孔，把棉线分别穿入两个纸杯中，并打个结。
这样，土电话就做成了。
B．游戏方法
让两个学生，一人拿来一个纸杯，一人把纸杯当话筒，一人把纸杯当听筒。
当一人对着话筒小声说话时，声音使振动膜发生振动，通过拉紧的棉线穿到对方的振动膜上，使听筒那边同样的振动，这样声音就传到另一个人了耳朵里去了。
注意事项：
第一、在制作过程中，如果纸杯底部穿的孔眼太大，空气就能自由通过，气体传声效果比固体传声效果差，这样会影响土电话的通话效果。
第二、两个纸杯之间的棉线要绷紧。
声音是通过震动产生的，所以声音在传播时，也必须通过介质的震动来传播。
但是土电话的棉线在不绷紧的情况下，由于它的重力等因素，使它的震动传导性大幅度降低，土电话没有足够的能量使它震动，所以就会听不见声音。
第三、两个纸杯之间的棉线在五米以内，用不用土电话无关紧要，只有在五米以上，土电话才起到应有的作用。
第四、金属丝传声比棉线传声效果好。
相关原理：
线等固体能够传播声音。
筷子的神力
问题：
把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗？
材料：
塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根
操作过程：
1、将米倒满塑料杯。
2、用手将杯子里的米按一按。
3、用手按住米，从手指缝间插入筷子。
4、用手轻轻提起筷子，杯子和米一起被提起来了。
相关知识：
由于杯内米粒之间的挤压，使杯内的空气被挤出来，杯子外面的压力大于杯内的压力，使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起，所以筷子就能将成米的杯子提起来。
制作红绿灯
配置材料：
底座1个，立柱（扁形）1根，红绿灯架1个，灯后座3个，开关1套，电池盒1个，小光珠3个，导线5根
实验步骤：
①打开包装盒，把支柱和底座组装到一起，成为一个支架。
然后把红绿灯座安装到支架上。
把电池盒上的一根导线与红绿灯灯座上的三灯连线连接在一起，然后把电池盒的另一端用导线和开关板连接在一起。
②把开关板的另一端跟红绿灯的余下三条导线连接在一起。
（要分别连接到3个开关极片上）这时候就组成了串联电路。
同学们想想，是不是和我们学到的电路知识是一样的。
③把自备的5号电池2节装入电池盒，滑动开关。
看看其中的一枚灯泡是不是发亮。
再次滑动开关，把它和红灯连接的开关极片连接，看看红灯是不是亮了。
依次和黄灯、绿灯连接的开关极片连接。
看看黄灯、绿灯是不是依次亮了。
实验思考：
通过电路的连接和以上实验，我们了解了生活中红绿灯的原理。
其实它就是个简单的电路组合。
当然，现实中的红绿灯要比这复杂的多，利用了光学，电路以及感应器。
同学们可以利用网络和书本知识去更深入的了解。
大家还可以思考下为什么要用红、黄、绿三灯？
为什么不用白色的或者其它颜色的灯？
这些大家都可以通过网络和书本了解。
制作压力喷泉
制作准备：
3个矿泉水瓶，3支吸管，长度分别是20、30、40厘米。
普通吸管可能没有那么长，可以去杂货店或者卖观赏鱼的地方，买那种抽水的细塑料管。
制作过程：
首先把一个矿泉水瓶切下1/3，用来做希罗喷泉最上面那个容器，也就是放在“山顶”的容器A。
然后用手电钻在A的瓶盖上钻孔，孔的直径要等于或者略小于你所用的吸管的外径。
钻完孔的瓶盖。
这是组装完成后的各个瓶子的相对位置。
注意每个瓶盖上的孔的对应位置不要弄错，不然穿不进吸管。
假如吸管与瓶盖之间密封不好，可以用点玻璃胶或者万能胶。
组装完成后，只要2号瓶里装满水就可以了。
然后用另外一个容易向1号瓶加水，水通过管1流入最下面的3号瓶，压力传导进中间的2号瓶，整个装置开始运作，管3顶端开始有喷泉喷出，直至2号瓶里的水全部喷出。
如果你所使用的吸管太粗的话，可能看不到比较明显的喷泉效果，可以把喷嘴的地方用加热的方法弄细一些。
相关原理：
对普通喷泉来说，山顶水面高度与喷泉喷嘴处水面高度的差h，这段高度的水柱产生的压力，就是喷泉往空中喷发的动力，这一点很好理解。
对希罗喷泉而言，同样是利用了水的液面高度差造成的压力，使水柱喷向空中，只不过装置非常巧妙而已。
容器A，就是山顶的蓄水池里的水，通过水管1进入容器C，C是建在山脚的一个密封的容器，设A与C的水的液面高度差为h1。
容器C里面一半装的是水，一半是空气。
因为它是密封的，所以里面的空气要受到A里面过来的水的压力，换算到压强，也就是h1高度的水造成的压强，有初中物理知识的可以算出具体结果来。
容器C里面的压力，通过管2（注意管2里面没有水，只有空气），被传导到上面另外一个密封的容器B里面。
B里也是一半水一半空气，因为它与容器C里的空气通过管2连同，所以它里面空气的压力与C里面是相同的，都是h1那么高的水柱造成的压力。
注意管2里面的空气柱也有一定的高度，而且压力大于1个大气压，因此它也产生一定的压力，但是由于空气的密度与水相比可以忽略不计，所以它产生的压力也可以忽略不计。
容器B里面的水，通过管3伸到A的水面之上，也就是喷泉的喷嘴处，我们假设它们的高度差是h2。
那么管3的喷嘴处的水受到的压强，就等于h1减h2这么高的水造成的压强。
我们看到h1明显高于h2，因此喷嘴处的水受到正的压力，就会喷向空中。
h1与h2的高度差越大，喷管里的水受到的压力也就越大，水柱也就喷的越高，就造成了山顶处有喷泉的奇观。
想想在几千年前的古希腊，那时候没有水泵也没有电动机，山顶的喷泉的确算是一个奇观。
弄懂了希罗喷泉的原理，我们不由得感叹，古希腊的文明是多么伟大，希罗这个人是多么聪明。
怎么，你还没弄懂？
没关系的，你只不过比一位伟大的发明家笨那么一点点……
小台灯的手工制作
制作材料：
电池盒、电池两节、
圆珠笔杆、边线两根、大橡皮、纸杯、
双面胶、小电灯炮、灯座。
制作过程：
1、将两根连线与电池盒连接。
2、把大橡皮做为底座，将食品碗底部打孔，
把连接好的电池盒连线穿过底部，再穿过圆
珠笔杆，并与灯座连接，装上小灯炮。
3、用双面胶将电池盒、圆珠笔杆、灯座固定
在一起。
4、把果冻盒制作成灯罩安装在小灯炮上，装
上电池，打开开关，制作成功了，小灯炮亮了。
瓶子赛跑
探究问题：
装有沙子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来，谁先到达终点？
材料准备：
同等大小、重量相等的瓶子两个、沙子、水、长方形木板一块、两本厚书
操作过程：
1、用长方形木板和两本书达成一个斜坡
2、将水倒入另一个瓶子中，将沙子倒入瓶子中
3、把两只瓶子放在木板上，在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动
4、装水的瓶子比装沙子的瓶子提前到达终点
相关知识：
沙子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多，而且沙子之间还会有摩擦，因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。
发明创造：
将瓶子里的物质换一换，再让它们比比赛吧！
有孔纸片托水
问题思考：
有孔的纸为什么能拖住水?
材料准备：
瓶子一个、大头针一个、纸片一张，有色水一满杯
操作过程：
1、在空瓶内盛满有色水。
2、用大头针在白纸上扎许多孔。
3、把有孔纸片盖住瓶口。
4、用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下。
5、将手轻轻移开，纸片纹丝不动地盖住瓶口，而且水也未从孔中流出来。
相关原理：
薄纸片能托起瓶中的水，是因为大气压强作用于纸片上，产生了向上的托力。
小孔不会漏出水来，是因为水有表面张力，水在纸的表面形成水的薄膜，使水不会漏出来。
这如同布做的雨伞，布虽然有很多小孔，仍然不会漏雨一样。
蜡烛抽水机
问题思考：
你知道抽水机是怎样将水抽出来的吗？
材料准备：
玻璃杯、蜡烛、比玻璃杯口稍大的硬纸片、塑料管、凡士林少许、火柴、水半杯
操作过程：
1、先将塑料管折成门框形，一头穿过硬纸片
2、再把两只玻璃杯一左一右放在桌子上
3、将蜡烛点然后固定在左边玻璃杯底部，同时将水注入右边玻璃杯中
4、在放蜡烛的杯子口涂一些凡士林，再用穿有塑料管的硬纸片盖上，并使塑料管的另一头没入右边杯子水中。
5、水从右边流入左边的杯子中
相关原理：
蜡烛燃烧用去了左边杯中的氧气，瓶中气压降低，右边杯压力使水向左杯流动，直到两杯水面承受的压力相等为止。
到那时左杯水面高于右杯水面。
注意事项：
蜡烛点然后固定在左边玻璃杯底部时注意安全，小心烧手
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