《幼儿科学小实验（物理分册）》全套教学课件

模块1力学幼儿科学小实验（物理分册）模块1力学模块2声学模块3热力学模块4电磁学模块5光学全套可编辑PPT课件

单元1.1摩擦力摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。人们根据摩擦力产生的不同机理，将摩擦力分成静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力等不同类型。在水平桌面上放一木块，木块上方有质量较大的重物，通过测力计沿水平方向对木块施加拉力。当拉力较小时，木块没有被拉动，与桌面仍然保持相对静止，但是相对桌面有滑动的趋势。由二力平衡的知识可知，一定有一个力与拉力平衡，它与拉力大小相等、方向相反，这个力就是木块与桌面之间的摩擦力。物理学中，把这种物体间有相对滑动趋势时产生的摩擦力叫做静摩擦力。随着拉力的增大，静摩擦力也随之增大，在木块被拉动前，它始终跟拉力平衡。但静摩擦力的增大是有一定限度的，它的最大值叫做最大静摩擦力。在实验中，它等于木块刚被拉动时拉力的大小。所以，两个物体间的静摩擦力是一个变力，它的大小可以在零与最大静摩擦力之间变化。摩擦力木块在桌面上开始滑动后，拉力明显减少，这表明摩擦力明显减少。当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有F=μFN其中μ是比例常数（它是两个力的比值，没有单位），叫做动摩擦因数。它的大小跟相互接触的两个物体的材料有关，跟接触面的光滑程度有关。表111给出几种材料间的动摩擦因数。接触面越粗糙，动摩擦因数越大。摩擦力表111几种材料间的动摩擦因数除静摩擦力、滑动摩擦力外，还有滚动摩擦力。滚动摩擦力是指一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。当压力相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦力要小得多。滚动轴承就是根据这个原理制成的。地面上有沙子时容易滑动，也是由于滚动摩擦力比滑动摩擦力小的原因。实验1

神奇的毛巾（小班）实验1神奇的毛巾（小班）试一试两条小毛巾，既没有打结，也没有缝合在一起，但就是拉不开它们，你知道为什么吗？想不想要试一下这样神奇的毛巾？实验目标（1）知识目标：知道两个物体之间存在摩擦力。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿体验两条小毛巾之间产生了静摩擦力，激发幼儿对其他物体间是否产生摩擦力发生兴趣。（3）情感目标：喜欢动手操作，愿意尝试多种物体间是否会产生静摩擦力，促进幼儿对科学实验产生兴趣。实验准备材料准备：两条小毛巾。实验过程（1）第一步：将两条小毛巾平摊在桌子上，边缘处相互重叠2厘米左右。（2）第二步：将重叠的部分折成像手风琴一样的褶皱，用拇指和食指捏住褶皱处，让毛巾看起来像个大蝴蝶结。（3）第三步：让孩子双手分别抓住毛巾两端并用力拉扯。现象：虽然你只是用两根手指轻轻一捏，但无论孩子怎么用力，就是无法将两条小毛巾分离。注意：毛巾重叠部分保持在2厘米以上以保持实验的成功率。实验1神奇的毛巾（小班）探索空间为什么无论怎么用力也不能把这两条小毛巾分开吗？实验延伸除了小毛巾以外，可以用湿巾、手帕甚至是白纸尝试做试验。科学宝典摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。此实验为静摩擦力试验，两条毛巾重叠处折成了像手风琴一样的褶皱，使两面的褶皱处均产生了接触点，从而增加了产生的摩擦力，使毛巾难以拉开。实验1神奇的毛巾（小班）实验2

神奇的书（中班）实验2神奇的书（中班）试一试小朋友们，两本书交叉放在一起，你能很容易地分开它们吗？今天老师给大家演示一种方法，无论你怎么用力去拉，都不能把两本书拉开，快来和老师一起试一试吧！实验目标（1）知识目标：知道两本书之间存在摩擦力。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿体验当两本书一页一页交叉对插时产生的静摩擦力很大，很难将两本书拉开。（3）情感目标：喜欢动手操作，愿意尝试多种物体间是否会产生静摩擦力，促进幼儿对科学实验产生兴趣。实验2神奇的书（中班）实验准备材料准备：两本大小一样的书。实验过程（1）第一步：将两本书一页一页地交叉对插。（2）第二步：两个小朋友各抓住一本书的书脊用力外拉。现象：这两本书像被胶水黏在一起似的，无论用多大的力气，都很难把它们分开。实验2神奇的书（中班）探索空间为什么这两本书很难用力拉开呢？实验延伸让爸爸和妈妈试试能不能把这两本书拉开。科学宝典摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。此实验为静摩擦力试验，两本书一页一页地交叉对插，增加了相互接触纸张间摩擦力的个数，因此摩擦力大幅增加，使两本书难以拉开。实验3

筷子提米瓶（大班）实验3筷子提米瓶（大班）试一试小玻璃瓶里装满了米会变得很重，可是在老师施完魔法后，用一根筷子就可以把装满米的小玻璃瓶提起来。你们想不想看看老师是怎样做到的？实验目标（1）知识目标：让幼儿初步意识到摩擦力的存在。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿发现光滑的筷子能和大米产生摩擦，激发幼儿的思考能力。（3）情感目标：喜欢动手操作，大胆设想，反复尝试实验是否成功。163实验3筷子提米瓶（大班）实验准备材料准备：一个小玻璃瓶，一根筷子，大米若干。实验过程（1）第一步：将筷子放入小玻璃瓶中使之竖直站立。（2）第二步：将米慢慢倒入瓶中，并把筷子周围的米用力压一压。（3）第三步：此时将筷子往上提，筷子不但不会被抽出来，还会把装有米的小玻璃瓶提起来。现象：筷子将米瓶提起来。注意：为了保证实验的顺利进行，最好先在空瓶中放入筷子再放入米；为了安全起见，提起高度不宜过高。实验3筷子提米瓶（大班）探索空间为什么筷子能把重的米瓶提起来呢？实验延伸把大米换成小米、大豆等谷物，把细口瓶换成广口瓶或纸杯，实验还能否成功？科学宝典摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。此实验涉及静摩擦力。物体与物体间接触并挤压时会产生摩擦力，物体要运动时摩擦力会阻碍物体的相对运动。实验中由于小玻璃瓶内米粒与筷子间的相互挤压使米粒与筷子紧密压在一起，大量米粒与筷子接触并挤压就产生了超乎想象的摩擦力，当提起筷子时，由于静摩擦力的作用，小玻璃瓶将与筷子保持相对静止并向上运动，从而使筷子提起米瓶。摩擦力在生活中有着非常重要的作用。冬天在雪地中行走时我们穿用的雪地靴，就是为了防滑。单元1.2力的合成力的合成等效代换是物理学常用的一种方法。在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有的物理量，但不会改变物理效果。在效果相同的前提下，把实际、复杂的物理过程等效成理想、简单的过程来处理，既可使运算大为简化，又可加深人们对物理概念和规律的理解。当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力代替它们，并且它的作用效果跟原来那几个力的共同作用效果相同，那么这个力叫做那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。求几个已知力的合力，叫做力的合成。力的合成如果一个物体受到两个或更多力的作用，而且这些力作用在同一点上，如图1-2-1（a）所示；或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，如图1-2-1(b)所示，这样的一组力叫做共点力。1一条直线上力的合成当两个力沿同一条直线作用时，求它们的合力比较简单。由实验可以知道，如果两个共点力方向相同，合力的大小等于两个分力的大小之和，合力的方向与两个分力的方向相同，如图1-2-2（a）所示。如果两个分力方向相反，合力的大小等于两个分力的大小之差，合力的方向与分力中数值较大的那个分力的方向相同，如图1-2-2（b）所示。2互成角度的力的合成图123对于求互成一定角度的两个力的合力，通过大量实验人们总结出二力的合成遵循平行四边形定则：两个互成角度的力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图1-2-3所示。如果求两个以上共点力的合力，可以连续应用平行四边形定则，步骤如下：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，依此类推，直到求出所有共点力的合力为止。实验4

纸桥（中班）实验4纸桥（中班）试一试这里有一张神奇的打印纸，在它的上面可以放一只杯子，让我们来看看薄薄的纸怎么会有这么大的本领？实验目标（1）知识目标：让幼儿初步了解力的合成与分解。（2）能力目标：通过幼儿动手操作，使幼儿了解纸在折成手风琴风箱状时能给杯子当桥。（3）情感目标：通过动手操作的过程，使幼儿挖掘纸张的妙用，促进幼儿对生活其他物品的探究。实验4纸桥（中班）实验准备材料准备：三个玻璃杯和一张A4打印纸。实验过程（1）第一步：在两只玻璃杯间放一张纸。（2）第二步：在纸上放第三只玻璃杯。（3）第三步：把纸折成手风琴风箱状再放一次。现象：第一次实验时纸无论如何不能承受玻璃杯的重量，而第二次实验获得成功。注意：折纸的时候一定要多折几次哦！实验4纸桥（中班）探索空间为什么第二次能成功地用一张A4纸承受玻璃杯的重量呢？实验延伸试一试，用1张A4纸怎么才能承载一本厚书呢？科学宝典玻璃杯的重量分散到折痕上，折痕承受了重量。单元1.3自由落体运动自由落体运动物体下落的运动是一种常见的运动。不同物体下落的快慢是否相同呢？古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落越快。他的这一论断符合人们的认知常识，以致这一论断流传了两千多年。直到16世纪末，意大利物理学家伽利略对这一论断提出质疑：按照亚里士多德的观点，重物的下落速度要比轻物的下落速度快。假定重物的下落速度为8个单位，轻物的下落速度为4个单位，当把它们捆在一起时，重物会被轻物拖着而减慢，结果它们的下落速度应小于8个单位？还是按照亚里士多德的观点，它们捆在一起，重量更大了，其下落的速度应大于8个单位？这样一来，就从“重物比轻物落得快”的前提下推断出了相互矛盾的结论。由此，伽利略认为只有一种可能：重物与轻物下落的速度应该一样快。自由落体运动为什么日常生活中常会见到较重的物体下落得比较快呢？伽利略把原因归为空气阻力的存在。如果设法排除空气阻力，就会清楚地看到物体自由下落的真实规律。图1-3-1所示的装置是一个长约1.5米的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的几个物体，如金属片、小羽毛、小软木塞等放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察这些物体下落的情况，如图1-3-1（a）所示。把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来观察物体下落的情况，如图1-3-1（b）所示。这个实验可以让你得出什么结论？图1-3-1（a）图1-3-1（b）物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间如果空气阻力与物体的重力比较相对较小时可以忽略，物体的下落也可近似看作自由落体运动。自由落体运动17世纪初，伽利略用巧妙的实验和严密的推理，首先推断出自由落体运动是一种匀加速运动。当时他无法用实验直接验证这个结论，而今天的实验技术已经完全可以做到。图1-3-2是小球自由下落时的频闪照片，照片上相邻的像是相隔相同时间拍摄的。从照片上可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，可见小球运动得越来越快，在做加速运动。精确的测量可以证明，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。图1-3-2自由落体运动大量实验表明，在同一地点一切物体自由下落的加速度都相同，我们把这个加速度叫做自由落体加速度或重力加速度，通常用g来表示。重力加速度g的方向总是竖直向下，它的大小可以用实验的方法来测定。精密测量发现，在地球上不同地方g的大小不同，表131给出了一些地方重力加速度的不同取值。在通常的计算中，g取作9.8米/秒2；在粗略的计算中，还可以把g取作10米/秒2。表一些地方重力加速度的数值地点赤道广州上海东京北京纽约莫斯科北极重力加速度g/m·s-29.7809.7889.7949.7989.8019.8039.8169.832自由落体运动由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，匀变速运动的基本公式以及它们的推论都适用于自由落体运动，只要把这些公式中的v0取为零，加速度a取为g就可以了。公式中的h是物体自由下落的高度，vt是从开始下落经过t时间物体的速度。实验5

百元大钞会轻功（中班）实验5百元大钞会轻功（中班）试一试当爸爸在你面前拿着的百元钞票马上就要掉落时，你能不能迅速用手指夹住？实验目标（1）知识目标：通过“百元大钞会轻功”的实践活动，帮助幼儿了解自由落体运动。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿体验纸币自由下落速度很快，锻炼幼儿对自由下落物体抓握的能力。（3）情感目标：培养幼儿反应速度、大胆尝试、勇于探索、敢于展示交流的精神。实验5百元大钞会轻功（中班）实验准备材料准备：1百元钞票一张。实验过程（1）第一步：请爸爸或妈妈拿好钞票，放在你张开的食指和中指之间。（2）第二步：爸爸或妈妈放手让钞票自由下落，你试着用手指夹住钞票。现象：除了侥幸几乎不可能夹住这张百元钞票。注意：钞票垂直放到食指和中指之间。实验5百元大钞会轻功（中班）探索空间为什么不可能夹住这张百元钞票呢？实验延伸还可以和父母一起试着用食指和中指夹住扑克牌或纸板等。科学宝典通过眼睛看再由大脑做出判断、最后下达命令让手指去夹的这段时间，称为反应时间。人类的反应时间平均约为0.2秒。而在0.2秒内自由落体下降的距离约为20厘米。因此，当长度不到16厘米的钞票落下时，从眼睛看见到手指去夹，钞票的上端早就掉到手指以下，这就是绝对不可能夹到的原因。同理，幼儿和老人之所以比较容易发生交通意外，就是因为他们从发现危险到作出避开反应的时间通常会比成年人要长。实验6

反应测试（大班）实验6反应测试（大班）试一试今天我们来玩一个游戏，游戏的名字叫“谁的小手最灵活”，快找你的小伙伴配合你吧！实验目标（1）知识目标：了解自由落体运动的速度很快。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿感受自由落体运动的奥妙，帮助幼儿不断提高反应能力。（3）情感目标：喜欢动手操作，愿意不断尝试抓握测试纸。实验6反应测试（大班）实验准备材料准备：厚纸条或35厘米×4厘米的卡通纸若干、七支颜色笔、一把直尺。实验过程（1）第一步：把纸条分成同样大小的7格。（2）第二步：每格涂上不同的颜色。（3）第三步：让小伙伴拿住纸条，然后突然松手让纸条下落。（4）第四步：你必须用拇指和食指尽快去抓纸条。现象：手指抓住的地方有色块作为记号。抓住点越低，反应能力越强。注意：不许提前抓哦！实验6反应测试（大班）实验6反应测试（大班）探索空间为什么可以用这个实验来测试人的反应速度呢？实验延伸比一比：和爸爸妈妈比一下，看谁的反应更快。科学宝典人类的反应时间平均约为0.2秒，而在0.2秒内自由落体下降的距离约为20厘米，因此，当纸条下落时你所抓住的地方越高，你的反应就越慢。通常情况下，魔术师的反应时间很短、速度很快，所以在做魔术的时候我们不易察觉。单元1.4抛体运动抛体运动及特点投出的篮球、扔出的石块、射出的炮弹，它们的运动都是抛体运动。第一，在忽略空气阻力的情况下，抛体在空中运动时只受重力的作用。而在只受重力的作用时，物体的加速度是重力加速度，所以，它们的运动是变速运动，而且加速度的大小和方向都是不变的。第二，抛体的初速度不等于零。如果初速度的方向竖直向上或竖直向下，就是竖直上抛运动或竖直下抛运动，运动轨迹是直线。如果初速度是水平的，就叫做平抛运动；如果初速度的方向既不是竖直也不是水平的，就叫做斜抛运动。平抛运动和斜抛运动的轨迹是曲线。下面来研究这种曲线运动的规律。1平抛运动我们知道，运动物体的加速度方向与它受力的方向相同。做平抛运动的物体只受重力作用，在竖直方向又没有初速度，所以它在竖直方向的运动情况应该与自由落体相同。如果让两个物体从同一位置分别做自由落体运动和平抛运动，经过相同的时间，它们落下的距离也应相同。平抛运动可以在竖直和水平两个方向上分别研究。也就是说，把平抛运动看作水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。2斜抛运动斜抛运动也可以看作两个运动的合运动，一个是物体由于惯性沿初速度方向斜着向上的匀速运动，另一个是在重力作用下在竖直方向产生的自由落体运动。在上面关于平抛运动和斜抛运动的分析中没有考虑空气阻力的影响，它们的运动轨迹叫做抛物线。实际上，当抛体的速度较大时，空气阻力的影响是很大的，这时抛体的轨迹就不再是抛物线了。实验7

放糖的技巧（大班）实验7放糖的技巧（大班）试一试今天老师带来了马戏团。老师：“咦？快看，狮子宝宝哭了，我们走过去问问它为什么哭吧？”狮子宝宝：“我的妈妈教我表演杂技，让我用手握住杯子，我的大拇指和食指捏住一块方糖，在糖的上面再放一块糖，最后让我把两块方糖都甩进水杯，可是我怎么也甩不进去呀！马上就要表演了，我还没有学会。呜呜呜……”老师：“狮子宝宝你别哭。小朋友们，让我们来帮助狮子宝宝吧！”实验7放糖的技巧（大班）实验目标（1）知识目标：了解物体做抛体运动的特点。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿感受物体做抛体运动的运动轨迹和落点有关，提高幼儿的动手操作能力。（3）情感目标：培养幼儿不断总结、反复尝试的能力。实验准备材料准备：一个玻璃杯、两块方糖。实验7放糖的技巧（大班）实验过程（1）第一步：用手握住杯子。（2）第二步：拇指和食指捏住一块方糖。（3）第三步：在上面再放一块方糖。（4）第四步：把两块方糖相继甩进杯里。现象：第一块方糖甩进问题不大；第二块甩进的可能性却不大，因为把杯子往上提接第二块方糖时，会把第一块方糖从杯里甩出来。注意：不能用另一只手去碰糖；幼儿用玻璃杯时要注意安全哦！实验7放糖的技巧（大班）探索空间怎样才能把第二块方糖放进玻璃杯呢？实验延伸试一试，如果用上述方法放两枚硬币，你能做到吗？科学宝典第二块方糖不是往上抛，而是让其下落，然后用杯子接住。单元1.5离心运动离心运动当你在线的一端系一个小球，另一端牵在手里，将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动时，小球达到一定速度后突然松手，小球会怎样运动？用绳拉着小球在水平桌面上做匀速圆周运动，突然间绳子断了，小球会怎样运动？小球会由于惯性沿切线方向飞出去，离圆心越来越远。做圆周运动的物体，由于本身的惯性，时时刻刻都有离开圆周而沿圆周方向飞出的趋势，它之所以没有离开圆周，是因为受到足够大的向心力作用，被限制着沿圆周运动。一旦向心力突然消失，情况会怎么样呢？离心运动除了向心力突然消失这种情况外，在合外力F不足以提供物体做圆周运动所需的向心力（即F<mrω2）时，物体虽然不会沿切线方向飞出，但合力不足以把它拉到圆周上来，物体将沿着切线和圆周之间的某条曲线运动，离圆心越来越远，如图1-5-1所示。做匀速圆周运动的物体，在向心力不足或向心力突然消失时，将逐渐远离圆心，这种运动叫做离心运动。物体做离心运动的现象叫做离心现象。图1-5-1实验8

坚硬的橡皮泥（中班）实验8坚硬的橡皮泥（中班）试一试小橡皮泥和大橡皮泥是一对要好的朋友，它们都说自己的力气大，让我们来看一看，到底是谁的力气更大，谁更坚硬？实验目标（1）知识目标：幼儿通过甩动小橡皮泥带动大橡皮泥旋转，从中发现离心运动。（2）能力目标：通过幼儿动手操作本实验，使幼儿感受离心现象的形成过程，促进幼儿喜欢动手操作和实践探索。（3）情感目标：培养幼儿大胆尝试、勇于探索、敢于展示交流的精神，并从中体验实验的快乐。实验8坚硬的橡皮泥（中班）实验准备材料准备：大小橡皮泥各一块、吸管和线若干。实验过程（1）第一步：把线穿过吸管，线两端分别拴住大小两块橡皮泥。（2）第二步：甩动小橡皮泥，使它像螺旋桨一样转圈。现象：大橡皮泥会被小橡皮泥带动向上升。实验8坚硬的橡皮泥（中班）探索空间为什么大橡皮泥会被小橡皮泥带动上升呢？实验延伸试一试，用一大一小两个毛绒玩具分别代替大小橡皮泥做这个实验，会有什么发现？科学宝典应用的原理是离心现象。甩动小橡皮泥转圈时细线给小橡皮泥提供向心力，所以它才会带动大橡皮泥上升，同样大橡皮泥也可以带动小橡皮泥，这种现象叫做离心运动。生活中的离心运动和离心现象很多。例如，在雨中转动雨伞时雨滴飞散、洗衣机脱水桶停止工作时衣物紧贴在桶壁上，这些都是离心现象。实验9

转圈的钢珠（大班）实验9转圈的钢珠（大班）试一试我这里有一个杯子，还有一个玻璃球，下面老师要提问题，小朋友们竖起小耳朵认真听，“你可以不用手拿，就让玻璃球升起来吗？”实验目标（1）知识目标：了解物体做离心运动的条件。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿发现离心运动是在高速旋转的杯子上形成的，促使幼儿对离心现象产生兴趣。（3）情感目标：培养幼儿大胆尝试、勇于探索、敢于展示和交流的精神，并从中体验实验的快乐。实验9转圈的钢珠（大班）实验准备材料准备：一个钢珠（或玻璃弹子）、一个高脚杯。实验过程（1）第一步：把钢珠放在桌上，用杯子盖住。（2）第二步：用手使杯子转圈。现象：杯子转动越快，里面的钢珠也转得越快，并慢慢升到杯子壁上。注意：要使钢珠不掉下来，必须使杯子转动保持一定的速度；用高脚杯时要注意安全哦！实验9转圈的钢珠（大班）探索空间为什么钢珠会升到杯子壁上？实验延伸如果用这种方法转骰子，骰子会怎么样呢？科学宝典钢珠由于惯性作用紧紧压在杯壁上。物体转得越快，它越想“逃离”开水平方向，如杯中旋转的液体、旋转车中的座位等。这种由于惯性作用产生的远离中心现象被称为离心现象。模块1力学幼儿科学小实验（物理分册）单元1.6振动和共振1振动【探究活动】把一个有孔的小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的水平杆上，可以在杆上滑动。拉一下小球，使它偏离原来的静止位置，然后把它放开，观察小球怎样运动？受力情况如何？可以看到，小球以原来的静止位置（平衡位置）O为中心来回做着往复的运动。我们把物体（或物体的一部分）在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称为振动。振动现象在自然界中广泛存在。摆动的钟摆，游乐场里荡起的秋千，教堂里被风吹动的吊灯，担物行走时颤动的扁担，在微风中摇摆的树梢，鸟儿扇动着的翅膀等所做的运动都是振动。一切物体都在振动，地震是我们脚下大地的剧烈振动。2振动物体的受力小球由B点开始运动，经过O点运动到A点，再由A点经过O点回到B点，这时振子完成了一次全振动。小球在振动过程中所受的合力为弹簧的弹力。弹力的方向使小球偏离平衡位置，我们把这个力叫做回复力。一切做机械振动的物体都受到回复力的作用。3振动的描述描述物体的振动情况一般采用以下4个物理量。（1）振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振幅。振幅的大小跟振动物体的能量（动能或势能）有关。振幅大，表示振动物体的能量大；振幅小，表示振动物体的能量小。（2）周期：物体完成一次全振动（往复一次）所需的时间，叫做周期，用T表示。周期长，表示振动慢；周期短，表示振动快。（3）频率：振动的快慢也可以用频率来表示。在单位时间内完成全振动的次数，叫做频率，用f表示。在国际单位制中，频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz，1Hz=1s-1。频率跟周期的关系是f=1/T。（4）固有频率。3振动的描述【探究活动】在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点，就构成一个单摆，如图1-6-2（a）所示。单摆的运动也是振动。拿出秒表，测出单摆在一分钟内的全振动次数。改变单摆的振幅，再测一次。你能得出什么结论？实验证明，对同一个单摆，无论振幅大小，它的振动频率都是一定的，与振幅无关。这种由振动系统本身的性质所决定的频率就叫振动系统的固有频率。单摆图1-6-2（a）4共振荡秋千时秋千来回振动，如果不继续施力，过一段时间后秋千摆动的幅度会是什么样呢？生活中的各种振动在没有动力的作用下，能一直持续下去吗？振幅与振动的能量有关。振幅越大，振动的能量就越大。由于外界的摩擦和阻力总是存在，一切振动在振动过程中都要不断克服外界阻力而消耗能量，因此振幅就会逐渐减小，直至振动完全停下来。保持物体振动时振幅不变最简单的方法，就是用周期性的外力作用于振动物体。这种周期性的外力叫做驱动力。物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动。跳水运动员在跳板上行走时跳板发生的振动，机器工作时机器底座所发生的振动，缝纫机针头的运动，电话耳机中膜片的运动等，都是由于受到外界驱动力作用所做的受迫振动。4共振【探究活动】在一根绷紧的绳上挂几个单摆，如图162（b）所示，其中A，B，G球摆的摆长，相等。如果使A摆动起来，其余摆会不会振动？哪个摆的振幅最大？为什么？我们可以看到：A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力，经一段时间后它们都会振动起来，驱动力的频率等于A摆的频率，即：各球都将以A球的频率振动，但振幅不同。其中固有频率与驱动力频率相等的B球和G球的振幅最大，而频率与驱动力频率相差最大的D球和E球的振幅最小。因此可以得到结论：当驱动力的频率与物体的固有频率接近时，物体的振幅越大；当物体所受的驱动力频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅最大。在受迫振动中，驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫做共振。ABCDEFG图162（b）4共振共振现象有许多应用。例如，在修建桥梁时需要把管柱插入江底作为基础，如果使打桩机打击管柱的频率跟管柱的固有频率一致，管柱就会发生共振而剧烈振动使周围的泥沙松动，管柱就比较容易下插到江底。还有共振筛、电振泵、测速仪等，也都是利用共振现象进行的。共振有时也会带来不少危害。1940年，美国全长860米的塔克姆大桥在建成后的4个月就因与风共振而倒塌。军队或火车过桥的时候，整齐的步伐或车轮对铁轨接头处的撞击，都是周期性的驱动力。如果它的频率接近于桥梁的固有频率，就可能使桥梁的振幅增大到使桥梁断裂的程度。因此，部队过桥要用便步，防止产生周期性的驱动力；火车过桥要慢开，以使驱动力的频率远小于桥的固有频率。此外，轮船航行的时候，也会受到周期性的波浪冲击而左右摇摆。如果波浪冲击力的频率与轮船摇摆的固有频率相同，就会发生共振，有可能使轮船倾覆。这时可以改变轮船的航向和速率，使波浪冲击的频率远离轮船的固有频率。总之，在需要利用共振的时候，应该使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；在需要防止共振危害的时候，要想办法使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差得越多越好。实验10

杯子与瓶子产生的音乐（小班）实验10杯子与瓶子产生的音乐（小班）试一试先播放一段好听的音乐。小朋友们，你们都喜欢听刚才的音乐吗？让我们变身“小小音乐家”，跟老师一起去创造属于自己的音乐吧！实验目标（1）知识目标：了解瓶子发出的高低音与瓶内空气所占空间的多少有关。（2）能力目标：通过本实验操作，培养学生喜欢动脑动手制作音乐，感受空气共鸣。（3）情感目标：喜欢动手操作，愿意尝试瓶（杯）中水位不同的多种情况下由共鸣产生的多种声音。实验10杯子与瓶子产生的音乐（小班）实验准备材料准备：三个同种规格的可乐瓶，三个同种规格的杯子，水，一根筷子。实验过程（1）第一步：准备3个相同大小的可乐瓶和3个相同的杯子。（2）第二步：往3个可乐瓶中分别装入不同水位的水，然后用筷子分别对着装有较少、中等、较多水的可乐瓶依次敲击，就会听到不同的声音。（3）第三步：再往3个杯子中装入不同水位的水，再次用筷子依次敲击，装有较少、中等、较多水的杯子会依次发出不同的声音。现象：这样操作确实可以创造出不同的声音。注意：可乐瓶和杯子里的水位要有明显的差别哦！实验10杯子与瓶子产生的音乐（小班）实验10杯子与瓶子产生的音乐（小班）探索空间为什么敲击不同水位的瓶子和杯子会有不同的声音呢？实验延伸我们可以用这样的设计去创造音乐吗？试试看能不能多用5个、7个瓶子或者杯子来创造出我们自己的旋律？科学宝典用筷子敲击可乐瓶瓶口时发出的声音是由于水面上方的空气产生共鸣所致。当瓶中空气所占的空间较大时，会产生低音共鸣；当瓶中空气所占的空间较小时，会发生高音共鸣。因此随着水位增高，空气所占的空间逐渐变小，就可以依次发出低、中、高3种不同的声音。当用筷子敲击杯子时发出的声音并不是由空气振动而产生，主要是由于杯子本身震动所发出的声音，这种声音会与杯中空气产生共鸣。当杯子中的水较多时，杯子整体的震动变得缓慢，因此音调会比较低。相反，杯中水较少时，音调就比较高。随着杯子中水逐渐增多，筷子就能依次敲出高、中、低3种不同的音调，正好与瓶体产生的声音相反。实验11

跳舞的水花（中班）实验11跳舞的水花（中班）试一试小朋友们看到我手中的金属盆了吗？一会儿我在盆里装满水，你们猜猜会怎样？这个神奇的盆里的水会欢快地跳舞，你想知道它是怎么跳舞的吗？实验目标（1）知识目标：初步体验与共振有关的实验现象。（2）能力目标：通过本实验的动手操作，培养幼儿观察水跳舞的能力。（3）情感目标：通过让幼儿独自完成本实验，培养幼儿的耐心。实验11跳舞的水花（中班）实验准备材料准备：一个金属盆，一条湿毛巾，水。实验过程（1）第一步：将湿毛巾叠放，将金属盆放在湿毛巾上。（2）第二步：双手摩擦盆的左右两端。现象：盆中溅起了水花，好似水在跳舞。实验11跳舞的水花（中班）探索空间将金属盆换成较大的金属碗，容器的大小改变会不会影响实验结果？实验延伸在双手摩擦时，有的人会很快地完成试验，有的人却无法完成，为什么有人会“失败”呢？科学宝典此实验涉及共振的物理知识。共振是指一物理系统在特定频率下比其他频率以更大的振幅做振动的情形，该特定频率称为共振频率。在双手摩擦之下，金属盆会处在进行规则振动的状态，这种规则的振动满足一定的频率时就会引起盆中水的共振，因此就溅起了水花。实验12

地震与建筑（大班）实验12地震与建筑（大班）试一试小朋友们，今天我们先来玩一个小小建筑师的游戏，用你手中的易拉罐搭出3座你喜欢的建筑物。然后，你指定其中的任意一座，我都可以用功夫让它倒塌，来试试老师的威力吧！实验目标（1）知识目标：让幼儿体会有些建筑在地震中倒塌是因为与共振现象有关。（2）能力目标：通过本实验的操作，培养幼儿观察建筑倒塌与纸板的运动频率有关，提升幼儿的观察能力。（3）情感目标：结合实验现象和现实生活中发生的地震现象，促使感受实验模拟生活现象的重要性。实验12地震与建筑（大班）实验准备材料准备：六个易拉罐，一张厚纸板（或平整的垫子），1卷透明胶带。实验过程（1）第一步：先准备6个易拉罐，将3个易拉罐摞起来并用胶带固定成长筒状。再将2个易拉罐摞起来用胶带固定住。剩下的一个单独放置。（2）第二步：把3个不同高度的“建筑”放在平整的厚纸板或垫子上，询问孩子们想让哪个“建筑”先倒掉。（3）第三步：集中精神，抓住厚纸板或垫子的一端，沿水平面来回抽拉。想办法配合孩子指定“建筑”的振动频率，让孩子们观察实验现象。现象：随着抽拉的动作，被指定的“建筑”会倒下。注意：实验前要多演示几遍来感受不同个数易拉罐的振动频率，以提高实验的成功率。实验12地震与建筑（大班）abcd实验12地震与建筑（大班）探索空间为什么被指定的“建筑”会倒下？实验延伸拿一张塑料薄膜放在自己的面前，当我们说话时薄膜会有规律地随着抖动。科学宝典本实验体验了共振现象。只要抽拉厚纸板或垫子的频率与其中一个“建筑”的频率相同或接近，它就会产生共振现象并容易倒塌。一般来说，纸板动得快时，矮的“建筑”容易倒；动得慢时，高的“建筑”容易倒。现实生活中，有些建筑在地震时倒塌，这是因为建筑本身的频率和地震波的频率相同或相近而产生共振现象。单元1.7转动与平衡1转动请仔细观察抽屉从桌内拉出的运动与电风扇扇叶的运动。在抽屉上任意画出一条直线，在运动过程中这条直线总是跟它原来的方向保持平行，这种运动叫平动。例如，起重机所提重物的运动、注射器中活塞的运动等。平动物体的特征是在任何时刻物体中所有各点的运动速度、位移都相同，也就是说，所有各点的运动状态都相同，因此平动物体可以看作质点。而电风扇扇叶的各部分都在绕同一直线做圆周运动，这种运动叫转动。例如，门窗绕门轴的运动、旋转木马的运动等。在研究转动时，我们把物体各部分围绕运动的这条直线叫做转动轴。在很多情况下，物体同时做平动和转动。例如，螺钉拧入木头时的运动、钻头钻孔的运动以及车轮在路面上的滚动等，都属于这种情况。2转动惯性【探究活动】取一块光滑木板和一个玩具陀螺，使玩具陀螺的转动轴竖直向上在木板上高速旋转，它能竖立多长时间？当我们把木板倾斜时，玩具陀螺会怎样转动？它的转动轴方向是怎样的？如果把玩具陀螺竖直抛向空中，它的转动轴的方向又是怎样的？你能让陀螺竖立在你的指尖上吗？实验表明，无论木板是否倾斜、是否抛向空中，玩具陀螺的转速以及转动轴的方向都能长时间保持不变。我们把物体在绕着自己的对称轴转动时，具有保持转速和转动轴方向不变的性质叫做转动惯性。像平动物体不受外界干扰时永远做匀速直线运动一样，一个转动物体在没有外界物体的干扰时，它也将永远转动下去。2转动惯性物体的转动惯性使它的转动轴的方向不易改变，这一点在技术上有许多应用。在火箭等飞行器上常有一个高速旋转的陀螺，由于转动的惯性，不管飞行器怎样运动，它的转动轴在空间的指向都保持不变。利用这个原理制成的惯性导航仪在某些方面比磁性罗盘还要优越，它不受周围铁器和磁场的影响，指示方向更加准确。轮船在海洋中航行常因风浪而颠簸，为了减少轮船的摇摆，人们在船舱底部装上很重的高速转动的飞轮。这样，由于转动惯性飞轮转动轴的方向不易改变，可以有力地抵抗风浪的影响，使轮船比较平稳地前进。物体的惯性也常常应用在玩具中。例如，靠惯性运动的玩具小汽车里就有一个转动惯性很大的飞轮，先用力使车轮与地面摩擦，由车轮的转动带动飞轮，然后依靠飞轮的高速旋转，就可以带动小汽车向前跑去。杂技表演中的转碟、转手帕，以及独轮车表演也都利用了转动物体的这个性质。3有固定旋转轴的物体的平衡用同样大小的一个力去推门，如果推的位置不一样，门所产生的转动效果也不一样，或者说在离转轴不远的地方推，要用比较大的力才能把门推开，而在离转动轴较远的地方推门，用很小的力就能把门推开。拧螺帽时，用手直接去拧，很难把它拧紧；用扳手来拧，就容易拧紧了，并且用长手柄的扳手就比用短手柄的扳手要省力得多。这些表明影响物体转动状态的不仅仅是力的大小，力到转动轴的距离也是一个重要因素。力越大，力和转动轴之间的距离越大，力的转动作用就越大。转动轴到力的作用线的距离叫做力臂。因此，我们可以说改变物体转动状态的两个要素分别是力和力臂。在物理学中，把力和力臂的乘积叫做力矩。如果用F表示力，L表示它的力臂，M表示力矩，那么M=FL3有固定旋转轴的物体的平衡如图171所示，在杠杆的A点和B点分别施力F1和F2，这两个力的力臂分别是L1和L2，则这两个力的力矩分别是F1L1和F2L2。在国际单位制中，力的单位是牛顿，力臂的单位是米，所以力矩的单位是牛顿米，简称牛米，符号为N·m。力矩是使物体产生加速转动的原因，是改变物体转动状态的原因。力矩越大，力对物体的转动作用就越大；力矩为零，无论力有多大，力对物体都不会有转动作用。力矩可以使物体向不同方向转动。例如，用扳手拧普通螺母时，顺时针转则拧紧，逆时针转则拧松。因此，讨论力矩时，只说明力矩的大小是不够的，还需要说明力矩使物体转动的方向。图1-7-1F1F2L1L2AOB力矩3有固定旋转轴的物体的平衡思考：通过以上的学习，你能说出幼儿园小朋友的跷跷板游戏会有什么物理原理吗？一个有固定转动轴的物体在力的作用下，如果处于静止或匀速转动状态，我们称这个物体处于转动平衡的状态。例如，教室里的门窗、跷跷板以及匀速转动的飞轮、电风扇、风车等，都处于转动平衡状态。平动物体的平衡条件是物体所受合力为零。能使教室里的门窗、跷跷板等这类有固定轴转动的物体平衡的条件又是什么呢？3有固定旋转轴的物体的平衡【探究活动】探究有固定转动轴的物体平衡的条件。如图172所示，取一根均匀的直杆或米尺，中间用刀口或线悬着表示转轴，杆上等距离地画上刻度。首先使直杆在力（F1，F2，F3，F4）的作用下处于平衡状态。读出这些力的力臂（L1，L2，L3，L4），分别算出杠杆向逆时针方向转动时的力矩之和。改变力和力矩再做这个实验。我们发现，无论力和力臂怎样变化，总有M1+M2=M3+M4。可见，有固定转轴物体的平衡条件是使物体向顺时针方向转动的力矩之和，等于使物体向逆时针方向转动的力矩之和，即∑M顺=∑M逆有固定转动轴的物体的平衡问题在技术上和日常生活中的应用十分广泛。图1-7-2F1=30NF2=20NF3=40NF4=10N4平衡的种类不倒翁和走钢丝的杂技演员都可以在重力和支持力的作用下处于平衡状态，但是它们的平衡是有区别的。分别取一凹面、凸面和平面，将一小球分别放在上面并使其平衡，如图173所示。假如轻轻推一下小球，使它稍微偏离原来的平衡位置，小球会怎样运动？我们可以看到，如图1-7-3（a）所示，凹面上的小球偏离原平衡位置后重心升高，小球在重力G和支持力FN的合力作用下回到原来的平衡位置，这种平衡称为稳定平衡。如图1-7-3（b）所示，凸面上的小球偏离原平衡位置后重心降低，重力G和支持力FN的合力作用是背离平衡位置方向的，反而使小球远离原来位置，这种平衡称为不稳平衡。如图1-7-3（c）所示，在水平面上平衡的小球，被推后即使偏离了原平衡位置，小球的重心高度不变，重力G和支持力FN的合力为零，小球依然保持平衡，即小球在水平面上的任何位置都能平衡，这种平衡称为随遇平衡。GGFNFNGFNGFNFGFNGFNF1-7-3（a）1-7-3(b)1-7-3(c)4平衡的种类思考：如图1-7-4所示，用有固定转动轴的木条代替小球来研究这个问题。O为木条上的小孔，分别按图1-7-4所示那样把木条挂在水平轴上，你能说出稳定平衡、不稳平衡和随遇平衡的特点吗？G

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O1-7-4(1)G

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O1-7-4(2)G

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O1-7-4(3)4平衡的种类不倒翁的底部是较重的泥块或铁块，上部是空的，竖立时它本身的重心已处于最低位置，以致一般任意方位的扳动，都只会使它的重心升高，因而它在自身重力和重力矩的作用下总会恢复到原来的平衡位置，处于稳定平衡。走钢丝的杂技演员重心通过钢丝，一旦偏离平衡位置，重心就会降低，从钢丝上摔下来，因此，需要通过自身的调整来维持平衡。正是凭借这种难以掌握的高超技艺，他们才会赢得观众的掌声。电风扇、机器上高速旋转的部件（如电动机的转子、汽车的车轮）等，则必须调整为随遇平衡，否则运转起来就会产生振动以致损坏。5稳度生活中摆放家具和物品、工厂里安放机器设备、房屋建筑施工等，都要考虑稳定的程度。我们把物体稳定的程度叫做稳度。取两块砖分别平放和竖放，使它们都处于稳定平衡状态。我们可以看到它们的稳定程度是不同的，竖放的砖容易翻倒，而平放的砖不会翻倒。如果分别用手去推，可以看到平放的砖由于重心较低、支持面较大，因此要使它偏转很大的角度，它的重力作用线才会超出支持面，使砖向外翻倒；竖放的砖重心高、支持面小，只要稍微偏转一个不大的角度，重力作用线就会超出支持面而倒下，可见物体的重心越低，支持的面积越大，物体越稳定。增加物体的稳定程度有重要的实际意义。为了使物体更稳定，既可以增大支持面积，也可以降低重心高度。例如，天平有一个底面积较大而又较重的底座，实验室用的铁架有一个面积较大的铸铁座，台灯、花瓶的底座都较大、较重，照相机可以安放在支持面相当大的三脚架上，越野汽车和拖拉机的车轮距都比较大，这些都是为了使它们更稳定。图1-7-5实验13

纸盒不倒（中班）实验13纸盒不倒（中班）试一试一个纸盒放在另一个相同纸盒上，一共摞起八个纸盒。在最上面的纸盒比最下面的纸盒伸出半个纸盒还长的情况下，纸盒会不会倒塌？动手试一试吧！实验目标（1）知识目标：让幼儿初步体验叠放纸盒能使纸盒的重心发生改变。（2）能力目标：通过本实验操作，使幼儿学会通过摆放纸盒的位置来调整纸盒的重心使纸盒不倒。（3）情感目标：喜欢动手尝试，反复操作验证，促进幼儿的探索精神。实验13纸盒不倒（中班）实验准备材料准备：八个纸盒。实验过程（1）第一步：准备八个空纸盒，一个个往上摞。（2）第二步：如图1-7-6所示，使最上方的纸盒比最下面的纸盒伸出半个纸盒的长度，接着，使从上往下数的第二个纸盒比第三个纸盒伸出1/4的长度。（3）第三步：依此类推，使上方的纸盒比下方的纸盒伸出1/6，1/8，1/12，1/14的长度。于是，最上方的纸盒就比最下方的纸盒整整多出半个多纸盒的长度。现象：最上方的纸盒比最下方的纸盒整整多出半个多纸盒的长度，但最上方的纸盒稳稳地“坐立”着。注意：实验中可根据自己的感觉慢慢调整，不必完全拘泥于实验步骤中提供的数据。实验13纸盒不倒（中班）探索空间为什么最上面的纸盒没有掉下来？实验延伸用这种方法试着摆放积木。科学宝典此实验涉及重心的物理概念。最上方的纸盒之所以会比最下方的纸盒伸出半个纸盒的长度，是因为经过这堆纸盒整体的垂线与地面的交点位于最下方纸盒的内侧，两个叠放在一起的纸盒组成的整体改变了原有物体的重心，重心向伸出纸盒的方向偏移，直到慢慢摞起纸盒，整体的重心也不断发生变化，但只要重心位置始终在最下方纸盒的内侧，新的系统就不会倒塌。实验14

不折的火柴（中班）实验14不折的火柴（中班）试一试每人发一根火柴，让小朋友们折一折。小朋友们看老师手里的这根火柴是折不断的，大家想想看为什么呢？实验目标（1）知识目标：幼儿通过折火柴的活动，了解手指有不能充分发力的时候。（2）能力目标：通过幼儿动手折火柴，锻炼幼儿的动手能力。（3）情感目标：培养幼儿大胆尝试、勇于探索、敢于展示交流的精神，并从中体验实验带来的快乐。实验14不折的火柴（中班）实验准备材料准备：一根火柴。实验过程（1）第一步：把一根火柴放在食指、中指、无名指3根手指之间，如图1-7-7所示。（2）第二步：用力折火柴。现象：火柴竟然不能被折断。实验14不折的火柴（中班）探索空间火柴为什么不能折断呢？实验延伸请爸爸试一试，看看爸爸能不能用这种方法把火柴折断？科学宝典手指成这样的状态，不可能对火柴产生较大的力矩，也就无法折断小小的火柴。实验15

会翻跟头的小胶囊（中班）实验15会翻跟头的小胶囊（中班）试一试看看老师手里拿的是什么？（生：小胶囊）我的这个小胶囊会翻跟头，快来看一看（教师演示），你们想不想要一个会翻跟头的小胶囊呀？实验目标（1）知识目标：了解小胶囊是在钢珠的带动下才会翻跟头的。（2）能力目标：通过本实验操作，让幼儿体验装有不同物质的小胶囊运动方法是不一样的，激发幼儿对小胶囊的运动产生兴趣。（3）情感目标：喜欢动手操作，愿意尝试将多种物体装入小胶囊内，并观察它的运动，促进幼儿对科学实验产生兴趣。实验15会翻跟头的小胶囊（中班）实验准备材料准备：用毛巾包着的带有斜坡的硬纸板，胶囊若干，钢珠、塑料珠、小纸团、钢锭等。实验过程（1）第一步：将钢珠、塑料珠、小纸团、钢锭等分别装入不同的小胶囊中。（2）第二步：将装有不同物质的小胶囊分别放在硬纸板上，观察小胶囊的运动。现象：装有钢珠的小胶囊会翻跟头，而其他的小胶囊不会翻跟头。注意：硬纸板要长一些，角度要大一点哦！实验15会翻跟头的小胶囊（中班）abcde实验15会翻跟头的小胶囊（中班）探索空间为什么装有钢珠的小胶囊会翻跟头？实验延伸除了钢珠外，还有没有其他材料能让小胶囊翻跟头？快和父母一起寻找吧。科学宝典装有钢珠的小胶囊会翻跟头，是因为钢珠滚动使小胶囊的重心向下移动，所以带动了小胶囊翻起跟头。实验16

硬币独立的魔术（大班）实验16硬币独立的魔术（大班）试一试老师有一张神奇的卡片，它能把硬币支撑住不掉下来，你们想不想也要有这样的神奇卡片呀？实验目标（1）知识目标：通过实验让幼儿了解硬币能够独立的现象，并了解重心在生活中的应用。（2）能力目标：在实验中培养幼儿的耐心，强化幼儿的动手能力。（3）情感目标：激发幼儿对科学实验探究的兴趣，培养能够独立完成操作的心态。实验16硬币独立的魔术（大班）实验准备材料准备：硬币一枚（1角、5角、1元均可），一张名片大小的长方形薄卡片。实验过程（1）第一步：将卡片对折，在折起卡片接近直角位置放上一枚硬币，如图所示。（2）第二步：小心捏住卡片两端，慢慢往两边拉开。（3）第三步：在拉动卡片时硬币会稍稍晃动，但当卡片拉到一条直线时，卡片上的硬币却不会掉下来。现象：卡片支撑着硬币不掉落。注意：为了保证实验成功，拉动卡片时速度尽量慢，用力尽量轻。实验16硬币独立的魔术（大班）abcde实验16硬币独立的魔术（大班）探索空间为什么卡片能支撑着硬币不掉落？实验延伸我们将卡片换成长方形纸片，将硬币换成小的卡片来做实验，看看小卡片会不会像硬币一样立着。科学宝典在拉开卡片的过程中，卡片和硬币会产生摩擦，硬币的重心也随之移动以保持平衡。当卡片被拉直时，硬币的重心始终落在这条直线上，所以硬币不会掉落。实验17

自制平衡玩具（大班）实验17自制平衡玩具（大班）试一试小朋友们玩过不倒翁吗？（生：玩过）那你们知道不倒翁是怎么做的吗？今天，老师要和小朋友一起做个悬空的不倒翁！实验目标（1）知识目标：了解物体稳定平衡的原理。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿会寻找玩具的平衡点，并会制作平衡玩具。（3）情感目标：喜欢动手操作，激发幼儿的实验热情。实验17自制平衡玩具（大班）实验准备材料准备：硬纸板、硬币若干，一支铅笔，一把剪刀，一卷双面胶等。实验过程（1）第一步：用铅笔在喜欢的硬纸板上勾勒出蝴蝶的轮廓。（2）第二步：用剪刀按照铅笔的痕迹剪下纸板。（3）第三步：按照大小顺次用双面胶将蝴蝶的翅膀黏贴好。（4）第四步：在翅膀上黏贴彩纸，蝴蝶就做好了，也可以按照自己的喜好涂上喜欢的颜色。（5）第五步：将蝴蝶翻转过来，在每个大点的翅膀最宽的位置黏贴上一枚硬币，或者将蝴蝶黏贴到大小相同的较沉的硬纸板上。（6）第六步：用一个手指使这只蝴蝶平衡。现象：可以看到蝴蝶上下翻飞，栩栩如生，欲飞不离。注意：用剪刀时小心安全哦！实验17自制平衡玩具（大班）abcde实验17自制平衡玩具（大班）探索空间为什么蝴蝶能够平衡？实验延伸你能自己制作一个不倒翁吗？科学宝典蝴蝶能够平衡是因为它的重心在手指支撑点下方，无论怎样晃动蝴蝶，它总会恢复到原来的平衡位置，保持平衡状态。实验18

叉子硬币平衡杆（大班）实验18叉子硬币平衡杆（大班）试一试老师今天给小朋友们带来一个神奇的小魔术。魔术的方法很简单，就是将两把叉子交叉在一起，然后夹住一枚硬币，并把它架在水瓶瓶盖上，叉子和硬币竟然会稳稳地站在上面，神不神奇呀？你们想不想和老师一起来变魔术呀？实验目标（1）知识目标：使幼儿初步了解物体重心的存在。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿初步接触到支持住物体重心能使物体稳稳地“站住”，并帮助幼儿有意地观察其他物体的重心。（3）情感目标：通过观察本实验，使幼儿对物体重心产生好奇心，并反复验证重心的稳定，培养幼儿主动动手操作的实验精神。实验18叉子硬币平衡杆（大班）实验准备材料准备：两把叉子，一枚硬币，一个水瓶。实验过程（1）第一步：两把叉子交叉在一起，将硬币插在两把叉子中间的缝隙里并固定住。以硬币为支撑点，这样就做成了一个平衡杆。（2）第二步：将硬币的一角放在杯沿上，以接触点为支撑点。轻轻移动两把叉子，将平衡杆的重心调整到支撑点所在的那条垂线上，这样就形成了一个平衡系统，如图1-7-10所示。现象：物体会立在杯沿处。实验18叉子硬币平衡杆（大班）探索空间当晃动水瓶时，晃动的自制平衡杆最终还会静止在杯盖上吗？实验延伸（1）将自制的平衡杆放在手指上，移动手指，看看平衡杆是否掉落？（2）将杯子注入水后，再把这个自制的平衡杆放在杯沿处，然后端起杯子喝水，看看平衡杆会不会掉落？科学宝典两把叉子和一枚硬币所组成的这个平衡杆的重心在支撑点的下方构成稳定平衡。当平衡杆倾斜时，重心即使离开了这条线，在晃动几下之后还会重新回到支撑点所在的那条垂线上。所以自制的平衡杆不会掉落下来。实验19

悬空的叉子（大班）实验19悬空的叉子（大班）试一试小朋友们，你们能用小手指托住红酒瓶塞吗？老师还有一个小小的要求，这个红酒瓶塞上还要插入一个叉子，当你托住红球瓶塞的一个点时，要使红酒瓶塞和叉子悬浮在空中哦！实验目标（1）知识目标：让幼儿了解物体的重心只是一个点。（2）能力目标：通过本实验的操作，帮助幼儿寻找物体重心。（3）情感目标：通过本实验的过程，慢慢提高幼儿寻找物体重心的耐心。实验19悬空的叉子（大班）实验准备材料准备：一把叉子，一个红酒瓶塞。实验过程（1）第一步：让叉子从红酒瓶塞上端的侧面插入。（2）第二步：用小指的指甲轻轻顶住瓶塞下端，轻轻调整它们的位置，使得瓶塞获得平衡，如图1711所示。现象：叉子就像悬浮在空中一样。注意：用小指指甲的时候一定要轻一点哦！实验19悬空的叉子（大班）探索空间叉子为什么会悬浮在空中？实验延伸如果用筷子代替叉子插入瓶塞，筷子会悬浮在空中吗？科学宝典瓶塞和叉子这一新系统改变了叉子本身的重心，在它与指尖接触点以下的中垂线上。也就是说，叉子和瓶塞构成了一个平衡器，所以不会掉下去。单元1.8

牛顿第一定律1亚里士多德对运动和力关系的观点远在两千多年以前，人们就开始思考运动和力的关系问题。古希腊的亚里士多德在观察和直觉的基础上对此提出了“力是维持物体运动的原因”，也就是说，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。这个说法符合人们的日常认知：用力推车，车子才会前进，停止用力，车子就要停下来。亚里士多德的这一观点直到两千多年后被意大利学者伽利略所打破。2伽利略的对接斜面实验伽利略认识到，让人们误入歧途的原因是摩擦力的存在。地球上的物体运动时，都不可避免地要受到摩擦力的作用。如果让小球从一个斜面上滚下来、又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如果完全消除摩擦，图1-8-1高度将恰好相等。然后，他推想在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度。如果第二个斜面的倾斜度完全消除，那么球从第一个斜面上滚下来后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去，如图1-8-1所示。这就是著名的伽利略对接斜面实验。伽利略由此得到结论：水平面上的球会永远运动下去，但不需要什么力去推动。也就是说，力不是维持物体运动的原因。图1-8-1：伽利略对接斜面实验2伽利略的对接斜面实验这个实验是无法实现的，因为无法将摩擦完全消除。所以，这是个“理想实验”。理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，是科学研究的重要方法。理想实验在真实科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程以一定的逻辑法则为根据，做出深入一层的抽象分析。它能达到现实科学实验无法达到的简化和纯化的程度，充分发挥理性思维的逻辑力量。3牛顿第一定律在伽利略、笛卡儿等前辈科学家研究的基础上，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，总结出动力学一条最基础的定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律是在大量事实的基础上通过理想实验得到的，他揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。事实上没有不受力作用的物体，我们看到的匀速直线运动状态或静止状态并不是物体没有受到外力的作用，而是它受到的外力相互平衡、合力为零的结果。4物体的惯性由牛顿第一定律得知，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这种性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。一切物体都具有惯性。任何静止的物体，如果没有外力的作用，都不会自己运动起来；任何物体如果没有外力的作用，都不会自己停止下来。惯性是物体固有的性质。生活经验还告诉我们，质量不同的物体保持自己原来运动状态的“能力”是不一样的。质量越大的物体，它保持原来运动状态的“能力”就越大，表明它的惯性也越大。观察和实验表明，质量是物体惯性大小的唯一量度，即惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素都无关。惯性的大小在生产和生活中是经常要考虑到的因素。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应尽可能减少物体的质量。例如，歼击机的质量要比运输机小得多，而且在空战中还要抛掉副油箱，这些都是为了提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应尽可能增大物体的质量。例如，电动抽水站的电动机和水泵都固定在很重的机座上，就是为了增大它们的质量以尽量减少它们的振动，或避免因意外碰撞而移动。实验20

稳固的火柴盒（中班）实验20稳固的火柴盒（中班）试一试火柴盒从高处下落会翻跟头吗？动动你的小脑筋想一想，怎么才能让火柴盒稳稳地落下来呢？实验目标（1）知识目标：火柴盒抽出一半高度后，在下落时受到的力可以相互抵销。（2）能力目标：在生动有趣的探究情境中使幼儿感受力的作用，激发他们对实验探究的兴趣和欲望。（3）情感目标：引领幼儿经历科学探究的过程，激发幼儿对科学小实验的探究欲望和学习积极性。实验20稳固的火柴盒（中班）实验准备材料准备：一个装满火柴的火柴盒。实验过程（1）第一步：从火柴盒中抽出几根火柴。（2）第二步：让火柴盒从30厘米高落到桌上。（3）第三步：在火柴盒落下之前把盒子抽出一半高度。现象：火柴盒从30厘米高度落下时会翻倒，而在火柴盒下落之前把盒子抽出一半高度后下落时，不会翻倒。注意：火柴盒要能很容易地打开、合上，并且火柴盒不能装得太满。实验20稳固的火柴盒（中班）探索空间为什么在火柴盒下落之前把盒子抽出一半高度下落后不会翻倒呢？实验延伸给爸爸妈妈表演一下。科学宝典火柴盒落下时，盒子和盖子互相合上，阻止了火柴盒的翻倒。第一次不行可以试第二次，或者调整火柴盒中火柴的数量。实验21

懒惰的橙子（大班）实验21懒惰的橙子（大班）试一试小朋友们，你们猜猜是橙子勤快，还是大头针盒子勤快呢？老师给大家准备了很多的材料，快来试一试吧！实验目标（1）知识目标：当突然发力时，比较重的物体由于惯性存在会自由下落。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿感受到橙子由于惯性的原因而落入杯子中，而大头针盒子却受力飞了出去。（3）情感目标：激发幼儿对橙子落入杯中而大头针盒子飞走的思考，促进幼儿对科学小实验操作的积极性。实验21懒惰的橙子（大班）实验准备材料准备：一个大口的杯子、一个大头针盒、一个橙子、一张硬纸板。实验过程（1）第一步：在杯子口上放一张硬纸板。（2）第二步：在硬纸板上放大头针盒。（3）第三步：大头针盒上放上橙子。（4）第四步：把硬纸板猛地抽出。现象：大头针盒滚落开，橙子则掉进杯子里。注意：速度一定要快哦！实验21懒惰的橙子（大班）abcd实验21懒惰的橙子（大班）探索空间为什么抽走硬纸板后，大头针盒滚落而橙子掉进杯子里呢？实验延伸试着用苹果、梨、橘子等水果代替橙子做这个实验，看看会有什么现象。科学宝典硬纸板和大头针盒受到了力的作用，改变了自身的运动状态，而橙子没有受到力的作用会保持原有状态，所以落进杯里。实验22

杯中硬币（大班）实验22杯中硬币（大班）试一试杯子口处放一张扑克牌，扑克牌上面放一个硬币，小朋友们，当你快速将扑克牌弹走后，硬币会在哪里？快来试一试吧！实验目标（1）知识目标：由于惯性的存在，硬币能克服突然出现的外力，落入杯中。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿感受到硬币存在惯性，激发他们对实验探究的兴趣和欲望。（3）情感目标：引领幼儿经历硬币落入杯中的整个实验探究过程，激发幼儿对实验操作的热情。实验22杯中硬币（大班）实验准备材料准备：一个杯子、一张纸牌、硬币若干。实验过程（1）第一步：在杯口上放纸牌。（2）第二步：纸牌上放硬币。（3）第三步：对准纸牌猛地用力一弹。现象：纸牌飞走，硬币掉入杯中。注意：弹纸牌的时候一定要快哦！实验22杯中硬币（大班）探索空间为什么纸牌会飞走，而硬币没有一起飞走呢？实验延伸如果快速地把扑克牌抽出来，会有什么现象发生？科学宝典物体保持自身原有的运动状态或静止状态，这就是惯性。用力弹纸牌时，力直接作用在纸牌上，而硬币具有惯性，保持原有的静止状态，不会随纸牌飞走。当纸牌全部飞离杯口，硬币便会落入杯中。实验23

鸡蛋跳水（大班）实验23鸡蛋跳水（大班）试一试淘气的扑克牌说自己有能力让鸡蛋飞起来，你们猜猜鸡蛋会不会飞呢？实验目标（1）知识目标：由于惯性的存在，鸡蛋能克服突然出现的外力落入杯中，而纸筒却随着外力的作用飞走，让幼儿体验物体的惯性与自身的重量有关。（2）能力目标：通过本实验的操作，使幼儿会用物体的惯性来分析不同重量物体的落点不同。（3）情感目标：引领幼儿经历鸡蛋跳水实验的乐趣，促进幼儿对科学小实验的探究，激发幼儿对实验操作的热情。实验23鸡蛋跳水（大班）实验准备材料准备：一个高脚杯，水，一张扑克牌，一个煮熟的鸡蛋，一个硬纸筒（卷筒纸的纸芯）。实验过程（1）第一步：杯子里倒入约4/5左右的水，用扑克牌盖在杯口。（2）第二步：在扑克牌上正对杯口的位置放上一个卷筒纸的纸芯，在纸芯顶端放一个熟鸡蛋。（3）第三步：沿水平方向快速抽出扑克牌，并观察现象。现象：鸡蛋不会随着扑克牌飞走，而会稳稳地落在杯子里。注意：为提高实验的成功率，抽出扑克牌的速度要快。实验23鸡蛋跳水（大班）abcd实验23鸡蛋跳水（大班）探索空间为什么鸡蛋不会飞走，而卷筒纸的纸芯会飞走呢？实验延伸坐车时当汽车出现启动和刹车的动作时，我们会有什么感觉？人们为什么会前倾后仰呢？科学宝典此问题涉及惯性的物理概念。影响惯性大小的因素是质量，质量越大的物体惯性越大。当扑克牌被快速抽离时，卷筒纸的纸芯和鸡蛋都会受到惯性的作用保持原有状态，但由于纸芯质量较小，它受到扑克牌抽离时的摩擦力往旁边倒，而鸡蛋的质量较大，则会掉进水杯。单元1.9动量守恒定律动量守恒定律把两个质量相同的钢球A和B分别用细线悬挂起来，使它们刚好互相接触。挂好后，把A球拉开一个角度，然后放开。可以看到，在A球和B球相互碰撞以后，A球立即停下来，同时B球开始运动，并且偏开和A球相差不多的角度。这个实验说明，物体在相互作用时，如果所受的合外力等于零，动量的总和保持不变。这个规律叫做动量守恒定律。实验24：

会跑的气球（中班）实验24：会跑的气球（中班）试一试拴在绳子上的气球会跑吗？我的这个气球它会跑，你们想不想看看老师的气球是怎么跑的呀？实验目标（1）知识目标：了解动量守恒定律的应用。（2）能力目标：通过本实验的操作，让幼儿会用动量守恒定律的原理使气球和吸管运动。（3）情感目标：喜欢动手操作，并勇敢地表达自己的想法。实验24：会跑的气球（中班）实验准备材料准备：一个气球，一根塑料吸管，细线若干，一个夹子，一卷胶带。实验过程（1）第一步：将塑料吸管穿过细线，把细线水平拉紧系好在固定支架上。（2）第二步：把气球吹鼓，用夹子封住气口。（3）第三步：用胶带将气球黏在吸管上。（4）第四步：打开夹子，松开气球，观察发生的现象。现象：气球和吸管在细线上滑动。实验24：会跑的气球（中班）abcd实验24：会跑的气球（中班）探索空间为什么气球和吸管会在细线上滑动？实验延伸如果用吹风机的冷风在下面吹气球，会发生什么现象呢？科学宝典把气球吹起来用夹子封住气口时，气球和气球内的空气都静止不动，它们的总动量等于零。当打开夹子松开气球时，气体从气口喷出，气球获得了动量。根据动量守恒定律，气体和气球的动量之和还应该等于零。因此，气球必然获得与气体的动量大小相等、方向相反的动量，气球沿着和喷气相反的方向飞去。模块2声学幼儿科学小实验（物理分册）2.1机械振动形成机械波1机械振动自然界中有许多振动现象，例如，钟摆的来回摆动、浮标在水面的上下浮动、担物行走时扁担的颤动，以及树梢在微风中的摇摆等都是振动。一切发声的物体，例如，小提琴演奏时的琴弦、说话时的声带，也都在振动着。拉一下静止在弹簧下端的小球，然后放开，小球就以原来静止时的位置为中心做往复运动，原来静止时的位置叫做平衡位置。物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称