丛书包括： 法医科学、化学、自然科学、环境科学、地球科学、人体科学、遗传科学、生态科学、海洋科学、太空与天文学、计算机科学、天气与气候等。本册书有20个实验，各类实验配有插图和图解，便于抓住学生注意力，直观地传递信息。所有实验都会综合调动学生进行科学探究的各方面技能，诸如观察、测量、归类、分析以及预测等。通俗易懂，可作为教师的参考书，是创新型课堂探究活动的资源。
实验１ 石斧的楔形设计
题 目
简单的石斧是否为有效的切割工具？
简 介
现在人们有了很多用于切割的工具。刀、剪刀、锯、斧等都可以用于剪切、劈砍、削割布料、绳子、木头甚至钢铁。这些工具的每一种都是楔形工具的实例。楔形是一端厚，另一端逐渐变尖细至薄边的一种工具。在人们制造金属工具之前，他们用石头、木头和骨头制造简单的切割工具。考古学家告诉我们，第一种工具就是石斧，用于切割从动物皮毛到树藤等所有的东西。在这个实验中，你将通过测试看到在切割绳子的过程中，简单的石斧是如何有效地工作的。
实验时间:４５分钟
实验材料
● 拳头大小的圆石头
● 拳头大小的有锋利边缘的石头
●５厘米×１０厘米、３０厘米长的木块或者相似的木块
● 两根６０厘米长的尼龙绳或者棉线绳
● 防护眼镜
● 安全手套
安全提示
本次实验要求在成人监督下进行。确保实验中，你及周围的人佩戴防护眼镜和安全手套。请仔细阅读并遵守本书“实验前必读”中的“安全准则”。
实验步骤
１．戴上工作手套。拿起一根绳子，用双手抓住。试图将绳子拉断成两部分，记录下结果。
２．将木块放在坚硬的平面（桌子或者地板）上。将一根绳子拉直越过木头中央（见图１）。一只手抓住圆石头，小心地砸绳子越过木块的部分。重复做２０次。在用石头砸的过程中，一定要确保每一次都击中了绳子的同一个位置。小心不要用石头砸到手指。
３．拾起你刚刚砸过的绳子，并仔细地观察它。绳子的纤维发生了怎样的变化？记录下你观察到的情形。试图将绳子拉断，并记录结果。
４．拿起第二根绳子，用双手抓住。试图拽断绳子并记录结果。重复第二步，将第二段绳子放在木块上。拿起边缘锋利的石头，用锋利的边缘砸绳子２０次，如同第二步用圆石头砸的一样。
５．拾起你刚刚用边缘锋利石头砸过的绳子，并仔细地观察它。绳子的纤维发生了怎样的变化？记录下你观察到的情形。试图将绳子拉断，记录下你的结果。
分 析
１．用圆石头砸绳子的效果是什么？为什么？
２．用锋利边缘的石头砸绳子的效果是什么？为什么？
３．根据实验的结果，你会如何提高第二块石头的切割能力？
实验中将会发生什么？
为了让一个物体成为有效的切割工具，物体至少有一边应是楔形的。边缘越锋利，切割越省力。现代切割工具有着十分锋利的边缘，使得它们能够容易地切断和分离被切割物体的结构。早期人们发现，在剪切和削割材料时，有自然锋利边缘的石头比圆石头更好用。圆石头通过砸碎纤维来破坏结构；楔形石头则能够将纤维割断，更容易地分离物体。
实验结果
１．用圆形的石头砸绳子，会让一些纤维得到破坏，但是或许不足以让你拉断绳子。
２．用楔形的石头砸绳子，会切割纤维并甚至使其断裂。这是由于楔形边缘切断了绳子的纤维。
３．如果你要提高锋利石头的切割能力，可以使用另外一块石头打磨边缘，使其变得更光滑，更有锥度。锥度越小，切割工具越锋利。
用楔形工具工作
尽管简单的石斧能够帮助早期的人们完成很多任务，但它们的功能还是很有限的。通过不断试验和修正，人们最后发现将切割边的两面都变得尖锐起来，就可以制造出更好用的工具。他们用一个叫作“石锤”的石头来逐步地削薄石斧的边缘。与简单的石斧不同，斧头有着更锋利的刀刃，具备更强的切割能力。
石斧和斧头都是楔形工具的例子。许多今天使用的普通木工工具也都是从最初的简单楔形设计演化而来。楔形工具，可以用于割木头、劈木头、刨木头。在“实验１石斧的楔形设计”中，我们看到了楔形工具如何被用于切割。在“实验２楔形工具如何作用于木头劈砍”中，我们将检验一下，哪种楔形工具在劈砍木头过程中最有效。
……
目录
实验前必读………………………………………………………………………… １
简介………………………………………………………………………………… １
１．对工具的需要………………………………………………………………… ３
实验１ 石斧的楔形设计……………………………………………………… ６
实验２ 楔形工具如何作用于木头劈砍……………………………………… １０
实验３ 锯齿如何影响切割…………………………………………………… １４
实验４ 用杠杆来升降………………………………………………………… １９
实验５ 测量锤子手柄长度…………………………………………………… ２５
２．工具的形式和功能…………………………………………………………… ２９
实验６ 在斜面上移动物体需要多大的力…………………………………… ３１
实验７ 螺旋状斜面…………………………………………………………… ３６
实验８ 用螺丝钉来固定……………………………………………………… ４１
实验９ 为紧固而设计的工具………………………………………………… ４６
３．运动中的机械………………………………………………………………… ５１
实验１０ 表面对滑动物体间摩擦力的影响…………………………………… ５２
实验１１ 用滚杠和滑板来移动物体…………………………………………… ５７
实验１２ 测量轮子直径的效应………………………………………………… ６２
实验１３ 滑轮如何升起重物…………………………………………………… ６７
实验１４ 齿轮如何影响运动…………………………………………………… ７４
实验１５ 通过齿轮和链条传导的力…………………………………………… ７９
４．为人类服务的力量…………………………………………………………… ８５
实验１６ 测试弹簧材料………………………………………………………… ８６
实验１７ 涡轮的旋转叶片……………………………………………………… ９２
实验１８ 温度变化对气体的影响……………………………………………… ９８
实验１９ 活塞运动改变压力………………………………………………… １０２
实验２０ 飞轮动量管理……………………………………………………… １０６
实验２１ 制作迷你电机……………………………………………………… １１１
５．对工具和机械的控制……………………………………………………… １１５
实验２２ 测量压力…………………………………………………………… １１６
实验２３ 制作测量表………………………………………………………… １２０
实验２４ 阀门如何控制液体流动…………………………………………… １２４
实验２５ 阻抗电流的电阻…………………………………………………… １２９
６．编织未来…………………………………………………………………… １３５
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