资源简介

义务教育教科书
科学
六年级上册
家这样做
科学
光有时是白色的，有时是五彩缤纷的。古
人都认为白光是最“纯净”的，真的是这样吗？
为了解开这个古老的谜题，牛顿在前人
的启发下，选择三棱镜作为工具，让白光先
后通过两个不同角度的玻璃界面。如果白光 牛顿（1643—1727)
是纯净的，那么它从三棱镜射出时就应该依 英国物理学家
旧是白色的。然而，牛顿却惊讶地看到了一
道“彩虹”——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。原来，白光
里隐藏着各种颜色的光，它是“最杂乱”的混合光。牛顿对光色散的
发现开启了人类探索物质世界的新大门。
牛顿不仅对光学有深入研究，还注重用数学工具对物体运动规律
进行描述，提出了著名的运动三定律和万有引力定律。这些划时代的
成就奠定了经典物理学的基础，使他成为最伟大的科学家之一。
目 录
第一单元 健康生活
1. 健康成长的信息...........................................................2
2. 食物中的营养...................................................................6
3. 营养要均衡........................................................................10
4. 身体的“总指挥”................................................14
5. 睡眠要充足........................................................................18
6. 管理我们的情绪........................................................22
7. 制订健康生活计划................................................26
单元小结..........................................................................................30
科学阅读..........................................................................................31
第二单元 光
1. 怎样能看到物体.......................................................34
2. 光是怎样传播的.......................................................38
3. 光能穿透物体吗.......................................................42
4. 光的反射现象...............................................................46
5. 设计潜望镜.......................................................................50
6. 制作潜望镜.......................................................................54
7. 制造彩虹...............................................................................58
单元小结.........................................................................................62
科学阅读.........................................................................................63
1
第三单元 地球的运动
1. 利用地球模型来研究........................................66
2. 昼夜交替的解释........................................................70
3. 地球如何自转................................................................74
4. 谁先迎来黎明................................................................78
5. 影长的四季变化........................................................82
6. 地球的公转........................................................................86
7. 四季变化 ...............................................................................90
单元小结..........................................................................................94
科学阅读..........................................................................................95
第四单元 计量时间
1. 时间在流逝.......................................................................98
2. 用水计量时间...........................................................102
3. 做个水钟...........................................................................106
4. 改进水钟........................................................................... 110
5. 机械摆钟........................................................................... 114
6. 制作钟摆........................................................................... 118
7. 时间与变化...................................................................122
单元小结.....................................................................................127
科学阅读.....................................................................................128
2
第一单元
健康生活
今年我六年级了。
健康成长是我们对自己的责任，也是老师和家长对我们的期待，健康的身体是
生活、学习和今后工作的基础。从现在开始，我们的身体又会进入一个快速生长的
时期，我们应该怎样关注身体的健康生长？身体的健康生长受哪些因素影响？
1
1 健康成长的信息
一年级时制作的身体的“时间胶囊”里面，记录着我们对自己成长
的期待。打开看一看这些年我们的变化。
聚 焦
青少年阶段是我们生长发育的关键阶段，
目前我们的健康状况是怎样的？
2
探 索
1 打开“时间胶囊”，比较现在和一年级时的身体状况，用数据说明身体的
变化。
记 录 单
身体的变化
日期：
年级 年龄 身高 体重 视力 肺活量
一年级
六年级
2 用更多方法来表现我们的生长。
我长高了这么多。 我重了这么多。
（每袋 5 千克）
长高了 变重了
3
3 对照六年级的学生体质健康标准，记录自己的体质情况并评价自己的体质
健康状况。
记 录 单 国家学生体质健康标准（六年级）
项目 等级 男生 女生
我的体质情况
正常 14.7~21.8 14.2~20.8
日期： 体重指数BMI 低体重 ≤ 14.6 ≤ 14.1
（单位：千克/米2） 超重 21.9~24.5 20.9~23.6
项目 我的数据 等级 肥胖 ≥ 24.6 ≥ 23.7
优秀 3 000~3 200 2 300~2 500
肺活量 良好 2 500~2 750 2 100~2 200
（单位：毫升） 及格 1 500~2 400 1 200~2 010
不及格 1 050~1 410 1 050~1 170
优秀 8.4~8.2 8.4~8.2
50米跑 良好 8.6~8.5 9.0~8.7
（单位：秒） 及格 10.6~8.8 11.0~9.2
不及格 11.6~10.8 12.0~11.2
优秀 14.0~16.6 17.5~19.9
坐位体前屈 良好 9.0~11.5 12.9~15.2
（单位：厘米） 及格 -4.0~7.7 1.9~11.8
不及格 -9.0~-5.0 -2.1~1.1
优秀 147~157 152~166
一分钟跳绳 良好 135~141 136~144
（单位：次） 及格 65~128 66~129
不及格 50~62 51~63
优秀 45~51 45~49
一分钟仰卧起坐 良好 39~42 39~42
（单位：次） 及格 19~37 19~37
不及格 9~17 9~17
优秀 1′36″~1′30″ 1′43″~1′37″
50米×8往返跑 良好 1′42″~1′39″ 1′49″~1′46″
（单位：分·秒） 及格 2′12″~1′45″ 2′19″~1′52″
不及格 2′32″~2′16″ 2′39″~2′23″
① 体重指数= 体重（千克）÷［身高（米）×身高（米）］
② 数据来源：《国家学生体质健康标准（2014 年修订）》
4
4 我们的体质健康状况在 记 录 单
什么水平？想一想影响生长
发育的因素有哪些。 影响生长发育的因素
日期：
资 料
从出生到死亡，人体都 1. 遗传
在不断地发生变化。青少年
2. 饮食习惯
时期是生长发育非常旺盛的
时期，对我们的一生有重要 3.
影响，因此，养成良好的生 4.
活方式和习惯非常重要。 5.
研 讨
1 回顾一年级时自己对身体生长的期待，我们哪些做到了，哪些没有达成？
2 体质健康标准中，为什么要区分男生和女生的数据？
3 为了健康成长，我们可以怎样做得更好？
拓 展
无论是动物还是植物，它们的生长都离不开阳光、空气、水、食物等。
我们观察过植物在不同类型的土壤中的生长状况，也做过植物发芽与水分关系
的实验，初步了解了人的呼吸与消化过程、植物的光合作用。现在从“时间胶
囊”记录的信息里，我们已经知道自己五年来身体最显著的变化：长高了、增
重了。根据已有知识，查阅更多资料，思考我们长高、增重的物质和能量来自
哪里，它们的组成是什么。
5
2 食物中的营养
各种食物为我们
提供丰富的营养。
聚 焦
我们每天吃的食物有哪些种类？不同的食物
含有哪些营养物质？
探 索
天食物统计
1 一在统计表中，记录自己昨
日期：
天吃的所有食物种类。
把同组或同班同学的数据 早餐 牛奶、鸡蛋、馒头
汇总在一起，数一数共有多少 肉丸、白菜、菠菜、馒
中餐
种食物。 头、豆沙包
米饭、烤肉、烤鸡翅、
晚餐
黄瓜、青椒
6
2 查阅资料，了解人体需要的营养成分，记录不
我们吃的
同种类的食物能够给我们提供哪些营养。 食物种类很多，
营养也很丰富。
记 录 单
食物的营养
日期：
食物 糖类 脂肪
馒头
马铃薯
西红柿
资 料
食物中的营养通常分为蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素和水。
蛋白质：构成细胞的基础物质，主要来源是肉、蛋、奶和豆类食品。蛋白质还用
于更新和修补组织细胞，也可以为人体提供能量。
糖类：又称碳水化合物，平常我们吃的主食，如馒头、米饭、面包等都含有糖类
物质。糖类的主要功能是为人体的生命活动提供能量。
脂肪：重要的储能物质和组织细胞的结构成分。在食物中，动物的油脂、从植物
果实或种子中提取的植物油，都富含脂肪。
无机盐：食盐中的钠、牛奶中的钙、肉中的铁等都是我们熟悉的无机盐。人类的
一些疾病与各种无机盐的摄入不足或过量有关。
维生素：大部分维生素人体自身不能合成，必须从食物中摄入，缺乏维生素就会生病。
水：人体内最好的润滑剂和溶剂，人体的各项生命活动都离不开水。
7
3 通过实验来检验食物中的主要营养成分。
检验食物中的脂肪。
A先用食用油在纸上涂抹，出现的油迹 B再用其他食物在纸上涂抹，把留下的
不会消失，这说明食用油中存在脂肪。 痕迹与食用油的油迹进行比较。 如果接
近，就说明食物中也含有丰富的脂肪。
检验食物中的糖类（淀粉）。用滴管或棉签取一点碘酒，滴或涂在食物
上，如果出现蓝紫色，则说明食物中有淀粉。
碘酒
8
研 讨
1 我们能从食物中获取哪些营养？请举例说明。
2 你有过饥饿的体验吗？例如上午最后一节课与第一节课相比，听课的精
力哪个更好？请从能量的角度进行解释。
3 食物或营养有“好的”和“不好的”之分吗？
资 料
拓 展 保持食物营养的方法
1．清洗蔬菜的过程中，
收集食品包装，从食品包装的“营养成分表” 不要将切碎的蔬菜长时间浸
中，了解食物中所含营养的信息。 泡在水中，因为水溶性维生
素会溶解在水中流失掉。
2．蒸米饭前，淘米次数
不必太多，也不必用力揉搓，
以减少维生素、蛋白质等营
养物质的流失。
提 示
营养成分表提供了食
品所含营养成分的信息，
我们可以利用这些信息选
择对自己健康有利的食物。
9
3 营养要均衡
我们每天要吃多种多样的食物，以获得丰富的营养。
聚 焦
怎样合理搭配食物才有利于健康？如果我们有“偏食”的习惯该怎么办？
探 索
“11～13 岁学龄儿童平衡膳食宝塔”提供了适合我们这个年龄阶段营养配
比的参考标准，让我们一起认识它。
1 认识“平衡膳食宝塔”。
“平衡膳食宝塔”呈现了我们在一天中要吃的食物有哪些种类。
“平衡膳食宝塔”下一层的食物食用量与上一层相比有什么特点？
10
盐 <5克/天
油 25~30克/天
奶及奶制品 300克/天
大豆 105克/周
坚果 50~70克/周
畜禽肉 50克/天
水产品 50克/天
蛋类 40~50克/天
蔬菜类 400~450克/天
水果类 200~300克/天
谷类 225~250克/天
全谷物和杂豆 30~70克/天
薯类 25~50克/天
水 1100~1300毫升/天
11 ～ 13 岁学龄儿童平衡膳食宝塔
2 对照“平衡膳食宝塔”，比较并记录自己的食物结构。
自己一天中的食物分别出现在哪一层，食用量与宝塔中的食用量是否接近？
一天食物分类
日期：× 月 × 日
肉类 菜类 主食类
烤肉 青椒 馒头
肉丸 菠菜 豆沙包
牛肉 芹菜 米饭
火腿 白菜 面包
烤鸡翅 黄瓜 包子
11
记 录 单
一天食物种类分类
日期：
肉类 菜类 主食类 其他
吃的肉比较多， 吃 的 蔬
喝的水少了。
油炸食品也比较多。 菜有点少。
资 料
平衡膳食准则五条
1. 主动参与食物选择
和制作，提高营养素养。
2. 吃好早餐，合理
选择零食，培养健康饮
食行为。
3. 天天喝奶，足量
饮水，不喝含糖饮料，
研 讨 禁止饮酒。
4. 多户外活动，少
1 一个人的体质健康状况与其饮食习惯有联系吗？ 视屏时间，每天 60 分
钟以上的中高强度身体 2 我们怎样理解“营养要均衡”中的“均衡”？
活动。
3 自己在饮食上是否存在问题，可以进行哪些调整？
5. 定期监测体格发
育，保持体重适宜增长。
12
拓 展
青春期的营养与健康
把我们小学阶段的身高数据填入表中，算一算每年身高增长了多少。
一年级 二年级 三年级 四年级 五年级 六年级
年级
（ ）岁 （ ）岁 （ ）岁 （ ）岁 （ ）岁 （ ）岁
身高 / 厘米
身高增长 / 厘米 —
身高增长 / 厘米
用每年身高增长的数据做 16
14
折线图，分析一下小学阶段身 12
高增长的情况。 10
8
6
女生 10 岁左右，男生 12 4
岁左右，就会进入身体第二个 2
0
快速生长的时期—青春期。 6 7 8 9 10 11 12 13 14 年龄 / 岁
在这个时期我们的身高和体重
会有较为明显的增长，同时骨骼、肌肉、脏器的生长都需要大量的营养。
在正常饮食情况下，我们还需要关注哪些食物和营养呢？查阅资料，尝
试调整“平衡膳食宝塔”，以适用于青春期的我们。
要多喝牛 不要偏食，
要多运动。 奶，补充钙。 不要刻意节食。
13
4 身体的“总指挥”
以前人们认为心脏是情感和精神
活动的发源之地，随着脑科学的发展，
人们逐渐认识到脑是身体的“总指挥”。
聚 焦
脑作为身体的“总指挥”，是人体非常重要且活跃
的器官，它每天需要消耗大量能量。
那么，脑有哪些功能？它是怎样工作的？
资 料
探 索 脑位于颅腔内，
包括大脑、小脑和脑
1 认识脑的基本结构。 干等部分。
脑与脊髓相连。
大脑 脑和脊髓联系着的神
经分布到身体的各个
部分。
大脑是人体的控
制中心，包括左右两
脑干 个大脑半球。
小脑
大脑半球
14
2 体验活动：30 秒的脑活动。
做一个简短的游戏活动，如“你做我猜”。游戏结束后，分析游戏中做动
作的同学，他的身体做了多少活动，大脑参与了哪些活动。
3 做记忆游戏。 忆力
我们对词语
的记
怎么样？
用 30 秒钟的时间，记
子、胡
住右面的 12 杯个词汇。合上 纸、盘子、 、呕
萝卜、醋、椅
子
书，一分钟内试着默写出 板、灰尘、小 我们吐、地 的视觉记忆
来。你做得怎样？ 驼卵石、牛奶、骆 怎么样？
用 30 秒钟的时间，记
住托盘中的物品。合上书，
一分钟内试着默写出来。你
做得怎样？
15
在游戏过程中，大脑要在短时间里接收不同信息，同时处理很多任务。这
样的工作量，大脑会不会疲劳呢？
资 料
研究发现，脑有很多不同的分区，它们分工合
作，负责人体的各种活动。脑也是一个巨大的存储
器，能够存储大量信息，并能及时调取出来。这些强
大的功能，能够让人体在短时间里作出很多反应。
记 录 单
一天中脑都干了什么
日期：
时间 思考 心情 运动 感觉、观察
该起床了， 听到闹钟响， 天亮了，吃饱了，
早上 高兴
早餐吃什么？ 要起床 饭菜很香
早晨有点凉，
上学 今天起得早， 秋高气爽让人 思考上学的
树叶变黄了，
路上 到学校也会早 心情愉快 路线
书包有点重
语文课分析短文， 遇到难题要冷 思考游戏获胜 中午气温上升，
上午
数学课做数学题 静，慢慢思考 的方法 有点热
中午
下午
傍晚
晚上
16
研 讨 资 料
脑承担着巨大的工作量，脑所消
1 我们对脑有哪些新的认识？ 耗的能量占到了人体所需能量的五分
2 我们的课表设计，在哪些方 之一左右。所以，充足的营养和睡眠
才能保持大脑的活力。大脑感到疲倦
面考虑了健康用脑？
时，适当地做一些学习、工作之外的
事情，例如运动、听音乐、画画等，
都可以让脑得到休息。
拓 展
脑柔软得像豆腐一样，猛烈的撞击会对脑造成伤害。颅骨可以保护大脑，
但在特定情况下我们仍旧需要借助头盔来增强对脑的保护。
了解各种头盔的正确使用方法，观察头盔的结构，思考它是怎样保护脑的。
17
5 睡眠要充足
良好的睡眠是身体健康的基础，小学生每天睡
眠的时间应达到 10 小时。
聚 焦
你的睡眠好吗？
18
探 索
1 制订调查睡眠情况的研究计划。
参考下面的研究思路，做好调查研究活动的设计，完成调查活动。
分析选题的意义 确定研究目标
交 流“睡眠”对我们健康生活的 了解同学们的睡眠情况。
意义。 分析睡眠充足（不充足）的原因。
分享彼此睡眠的情况。 提出改善睡眠的建议。
撰写研究报告 制订研究计划
进 行数据分析，依据分析结果， 设计调查表。
撰写研究报告。 实施问卷调查。
整理调查数据。
睡眠情况调查表
1．近一周以来，平均每天晚上大概睡几个小时？
A．6 B．7 C．8 D．9 E．10 F．11
2．晚上睡觉时长小于 7 小时的时候多吗？
A．经常 B．偶尔 C．没有
3．睡觉时间小于 7 小时的原因是什么？
A．作业太多 B．看电视
C．睡觉环境不安静
D．其他原因：
4．中午睡觉休息吗？
A．经常 B．偶尔 C．没有
5．没有充足的睡眠，会对第二天的学习有怎样的影响？
19
2 实施睡眠情况调查方案。 资 料
组内同学相互调查并分 长期睡眠不足会影响大脑的休息，造成记
析常见原因。 忆力、注意力下降，精神不集中，从而影响学
3 全班汇总存在的问题及 习效果。
要想有好的睡眠，就要做好学习、生活安
建议。
排，保证睡眠时长；睡觉前不做强度过大的运
动，不喝有刺激性的饮料，如咖啡、茶等；不
要养成睡前看手机的习惯。
表达要准确，
呈现形式要直观。
研 讨
1 在分析调查数据的过程中，我们遇到过什么困难吗？怎样解决的？
2 其他小组有哪些方法值得学习借鉴？
3 睡眠是身体休息的过程，在这个过程中身体会有哪些变化？
20
拓 展
试着参照这次睡眠情况调查研究的过程和方法，进行有关运动情况的
调查。
运动情况调查表
1．你的性别：
男□ 女□
2．你认为锻炼身体对身体健康重要吗？
A．很重要 B．比较重要
C．不太重要 D．完全不重要
3．你每天大约花多少时间参加体育运动？
A．少于 1 小时 B．1 ～ 2 小时
C．2 ～ 3 小时 D．3 小时以上
4．你经常参加的体育运动是什么？（可多选）
A．广播体操 B．跳绳
C．跑步 D．足球、篮球、排球
E．乒乓球 F．羽毛球
G．游泳 H．其他
5．你的家庭成员中，谁经常参加体育运动？
6．家里成年人会跟你一起运动吗？
A．经常 B．偶尔 C．没有
21
6 管理我们的情绪
每个人都会有情绪。保
持积极向上的正面情绪，有
利于健康。
聚 焦
我们有快乐、愤怒、恐惧、悲伤等情绪，
遇到什么事情会有这些情绪呢？这些情绪会怎
样表现出来？
22
探 索
1 说一说，不同情绪下自己会有怎样的表现？
记 录 单
不同情绪的表现
日期：
情绪 表现
快乐 唱歌
2 尝试用表演的方式，表现一下快乐、愤怒、恐惧、悲伤这几种情绪。
快乐 愤怒
恐惧
悲伤
23
3 想一想，我们为什么会有这样的情绪呢？用画图的方式分析我们产生这些
情绪的原因。
有好吃的 如果你了解
我家猫病了， 我就快乐。 看见虫子 这个虫子是无害
我就会悲伤。 我就恐惧。 的，就不恐惧了。
帮同学解决问题 生病了
学习进步 因犯错误被批评
快乐 放假啦 悲伤 丢了东西
交到新朋友 被误解
4 说一说，情绪对我们的身体健康会有影响吗？
24
研 讨
1 我们有不同的情绪，这是正常现象吗？
2 不同的人对外界刺激表现出的情绪都一样吗？
3 怎样控制自己的负面情绪？
4 我们怎样帮助周围同学调整情绪？
资 料
拓 展 在生活中，我们可
能会由于担心别人的误
制作“压力疏解盒” 解、学习中的困难等，
把你认为有效疏解压力的方法，分别写在 感到“紧张”。轻度的
紧张有利于解决问题，
不同的纸条上，装进一个盒子里。当你感受到
但过度的紧张会影响
压力的时候，从盒子里任意取出一张纸条，尝
我们的健康。遇到这样
试使用上面记录的方法来疏解压力。 的情绪问题，多跟好朋
友、家长或老师说一
说，寻求他们的帮助。
25
7 制订健康生活计划
遇到生理和心理健康问题是可以寻求专业医生
帮助的，但自己调节和控制也是非常重要的方法，
制订健康生活计划就是有效的方法之一。
聚 焦
健康生活是我们的目标，怎样制订一个合
理的计划来实现这个目标呢？
26
探 索
提 示
1 说一说哪些生活习惯可以让我们保持 怎样制订健康生活计划
健康。 1． 确定我们想要实现的健康目标。
2 从一件易操作的事情开始，参考下面 2．为 实现这个目标应养成的习惯。
计划表中的内容，做一个符合自己需求的 3．制订每天具体的实践计划。
4．记录计划的执行效果。
健康生活计划。
我的健康生活计划
计划人：李明 开始时间： 年 月
健康目标 多吃蔬菜
多吃以前不爱吃的蔬菜，不再偏食、挑食，
习惯养成
养成良好的饮食习惯
具体实践 每日至少吃 10 筷子蔬菜，可逐渐增加
执行效果 每日进行打卡，自我评价，记上、中、下三等
“多吃蔬菜”健康计划打卡表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
上 上
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31
27
我的健康生活计划
计划人： 开始时间： 年 月
健康目标 早睡觉
每天晚上九点前睡觉，保证充足的睡眠，
习惯养成
养成良好的睡眠习惯
具体实践
执行效果
“早睡觉”健康计划打卡表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31
3 我们一起来做一个管理情绪、坚持运动的计划吧。
研 讨
1 执行不同的健康生活计划，分别有哪些难点？我们怎样克服？
2 和同学交流你的健康生活计划，说一说这个计划是否可行。
3 预估一下，实施计划过程中的难点是什么？我们怎样克服？
28
拓 展
“平衡膳食”“充足睡眠”“合理运动”是健康 不运动会
不会胖？
生活的基本要素。如果我们只关注其中一两项是否
可以呢？
任选两项放入图中，如“平衡膳食+充
足睡眠”，仅做到这两项是健康的生活吗？ 平衡 充足
可能会带来怎样的结果呢？把你的想法填 膳食 睡眠
入中间区域。
试着做不同组合的分析。
合理 充足 我 们 把 三 个
运动 睡眠 要 素 相 结 合， 结
果会怎样？
合理运动
平衡膳食 充足睡眠
在未来的生活中，对于健康问题只考虑一个方面是不够的，需要我们从多
个方面做好准备和计划。
29
单 元 小 结
充足睡眠 合理运动 合理饮食 正确防护
生长发育 脑的保健
生理健康
健康生活
对健康的
心理健康
态度
合理的 可行的 认识我们的 管理自己的 关心他人的
目标 计划 情绪 情绪 情绪
我们正处在快速生长的青春期，身体健康状况会明显地影响我们的学
习、生活和社交。要具有健康的身体，不仅要满足平衡膳食、充足睡眠、合
理运动等健康生活基本要素，还需要一个健康的大脑以保持活跃的思维和良
好的情绪。
我的收获
评价内容 评价等级
我开始重视自己的成长和健康状况 怎样改进呢？☆☆☆
我知道了自己的饮食习惯存在什么问题 ☆☆☆
我能参与并完成健康计划的调研和设计活动 ☆☆☆
我知道人都会有情绪波动的时候，这时相互关心很重要 ☆☆☆
我学会了怎样制订个人健康生活计划 ☆☆☆
30
科 学 阅 读
保持身体的清洁卫生
女生10岁左右，男生12岁左右，就会进入身体第二个快速发育的时期，这
就是青春期。青春期的我们，因为身体发育，体内新陈代谢速度比较快，又因
为每天运动量比较大，出汗量会增加，这些和油脂分泌都会让皮肤、毛发存有
很多脏东西。油油的头发、难闻的汗臭既不利于身体健康，也会影响自身的形
象。所以，我们要勤洗澡，保持身体清洁卫生。
此外，我们还要保持衣物干净、整洁，特别是贴身穿的内衣、袜子要经
常换洗，因为它们会吸收汗液和油脂，又不容易透气，很容易导致细菌滋生
引发疾病。清洗内衣和袜子的时候，分开清洗，因为袜子很容易沾染细菌，
并传给内衣。在清洗前，可以使用适量的家用消毒液浸泡袜子一段时间，杀
灭细菌。
31
v
脑 的 功 能
大脑的主要组成部分包括额叶、颞叶、枕叶、顶叶等，每个脑叶负责执行
特定的功能。
用手摸一摸脑门，这里面是 思维功能 体觉功能
脑前面的部分，我们把它称为
额叶，通常认为它具有精神 听觉功能
功能和思维功能。将手放
在双耳上方，颞叶就在 精神功能
这里，可以处理声音和
语言，同时部分长时记忆也
在这里加工。摸摸后脑，这里
面是枕叶，它的主要功能是视觉加 视觉功能
工。捂住头顶，那里面是顶叶，主要
负责定位、计算和某些类型的识别等
功能。
小脑位于大脑尾部的下端，协调并
控制各种躯体运动，比如让我们跑步、踢球时肢体更协调，确保我们的手准确
地使用筷子把食物放进嘴里等。小脑也存储机械运动记忆，比如系红领巾、切
菜等。
人的行为受脑的支配，脑的生长发育对人的行为是有影响的。例如，额叶
在人的成长过程中成熟得比较慢，青春后期的额叶仍然在成熟过程中，因此青
春期额叶的情绪调节能力还不完全。这就是为什么青少年比成人更容易受情绪
的支配，容易急躁、发脾气。
32
第二单元
光
晴天，在小树林中，我们会看见阳光透过树叶，形成一道道笔直的光
束。雨后，我们有时能看见天边的彩虹，还有水面上树木和白云的倒影，这
些现象都与光有关。那么，光有什么特性呢？它是怎样传播的？工程师们利
用光的特性发明了哪些工具？
33
1 怎样能看到物体
教室里的灯光
太阳光
萤火虫发出的光
烛光
白天，我们能清楚地看到周
围的世界，但在晚上却看不清。
聚 焦
我们是怎样看清周围的世
界的？这与光有什么关系？
夜空中的星光
34
探 索
1 在上页的 5 幅图中，这些光源有什么不 资 料
同？我们为什么能看到这些光源？ 光源可以分为自然光源和人
造光源。比如，太阳是自然光
安全提醒 源，电灯是人造光源。
太阳、激光笔等光源发出的光很
强烈，不能直接用眼睛正对着去看，
它们会对我们的眼睛造成伤害。
透光孔
2 我们能看到发光的光源，那么能不能
看到不发光的物体呢？
观察黑盒中的物体。
观察孔
找一个黑色盒子，在上侧面和左侧
面分别打一个透光孔和观察孔，在
右侧面内壁贴一个贴纸作为观察
目标。
用手指堵住透光孔，试一试从观察
孔能否看到贴纸。 透光孔
将手指从透光孔上移开，试一试从
观察孔能否看到贴纸。
用手指控制透光孔透光的多少，看
一看贴纸的清晰度有什么变化。
透光孔
贴纸
观察孔
35
3 想一想，把这个透光孔开在什么位置，能更加清晰地看到贴纸？
记 录 单
观察黑盒中的贴纸
日期：
操作 观察到的现象
遮住透光孔
不遮透光孔
遮住一部分透光孔
我的发现：
资 料
眼睛中的晶状体相当于相机的镜头，而视网膜
则相当于相机的底片或感光元件。我们之所以能看
到物体，是因为在有光的情况下，外界物体的影像
会经过晶状体投射在视网膜上，视网膜将光信号变
成神经信号，然后通过神经系统传递到大脑并被大
研 讨 脑接收和处理，于是我们就看到物体了。
1 在没有光的环境中，我们能看到物体吗？为什么？
2 如果在黑盒不同侧面开设透光孔，对我们观察物体的效果有什么影响？
36
拓 展
建筑中的“天窗”
明亮的光不但能让我们更清晰地看到物体，而且会让人产生积极的情绪
感受，所以采光是各种建筑在设计中必须考虑的一个非常重要的因素。采光有
时会和其他功能巧妙地结合到一个建筑元素中，从而让建筑更加美观、舒适，
更富有文化特色。在我国古代的建筑中，人们普遍采用了“天窗”这一建筑元
素，给人一种“别有洞天”的奇妙感觉。在现代建筑中，设计师也常利用“天
窗”这一元素。搜集资料，思考古代建筑中“天窗”的不同作用，以及如何将
它应用在现代建筑中。
古代建筑中的“天窗”
现代建筑中的天窗
37
2 光是怎样传播的
排队时，如果最后
一名同学只能看到前一
名同学的后脑勺，那么
就说明队伍已经整齐了。
聚 焦
排队时以前面同学的后脑勺为标准，这与
光的传播特点有关，那么，光是怎样传播的？
38
探 索
1 回忆生活中光的传播现象，我们还见过哪些类似下列图片中的现象？
舞台灯光 林间的阳光
汽车灯光
2 探究光的传播方式并用示意图和文字记录。
在 3 张卡纸正中位置打孔，并把它们直立在桌面上。观察手电筒的光束是否
可以穿过小孔，以及纸屏上出现的现象，尝试用有箭头的线表示光的行进路线。
打孔的位置要一致！
这是平面图。
纸屏 纸屏
（不打孔）
39
纸屏
将中间一张带孔的卡纸向左或向右
移动 1～2 厘米，再观察纸屏上出现的
现象，尝试用有箭头的线表示光的行
进路线。
如果将其中一张带孔的卡纸移出，
纸屏上的现象会怎样变化？
记 录 单
光的传播实验
日期：
实验方法 实验现象 我的解释
将3 张卡纸的孔对齐
将中间一张带孔的卡纸向左
或向右移动 1～2 厘米
移出一张带孔的卡纸
我的结论：
40
研 讨
1 实验中观察到了哪些现象？这些现象说明了光是怎样传播的？
2 怎样解释在阳光下物体会产生影子的现象？
拓 展
《 墨经》是我国战国时期墨家的著作，其中记录了“小孔成像”实验，在
一间黑暗小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里与小孔相对
的墙上就出现了一个倒立的人影。这个现象可以用光沿直线传播来解释。
我们也可以利用烛火和纸屏来做
小孔成像的实验，观察纸屏上的烛火
像与纸屏前的烛火有什么不同。前后
移动纸屏,观察纸屏上的烛火像有什么
变化。
41
3 光能穿透物体吗
阳光从玻璃窗照进来，室内亮堂堂
的；但如果拉上窗帘，光就会被遮挡一
部分，室内也会暗一些。
聚 焦
光在传播中遇到物体，能够穿透过去吗？会出现什么现象？
42
探 索
1 尝试用以下各种材料进行实验，光能穿透过去吗？
厚皮革 浅色薄布 普通玻璃
磨砂塑料片 厚纸板 磨砂玻璃
2 取一个大的长方体厚纸盒，左侧面开
一个光照孔，盒子靠近光照孔的一端设有 观察孔
材料卡槽
可以插入不同材料的卡槽。靠近右侧面的
顶部开一个观察孔，正对观察孔的底面上
贴一张笑脸贴纸。
用手电筒作为光源，分别把普通玻 光照孔
璃、浅色薄布和厚纸板等材料放入卡槽，
通过观察孔，你能看清楚底部的贴纸吗？
实验材料
观察孔
材料卡槽
光照孔
43
浅色薄布 普通玻璃 厚纸板
记 录 单
光的传播实验
日期：
卡槽中的材料 观察结果
浅色薄布
普通玻璃
厚纸板
我的发现：
44
3 用光照射液体的实验。 安全提醒
在水槽中倒入水，用激光笔直接照射水槽，观察 不能用激光
笔发出的光照射
水槽中出现的现象。
眼睛。
在水中加入一点面粉或牛奶，充分搅拌，立即用
激光笔照射，观察并对比前后两种现象有什么不同。
在生活中
还有哪些类似
的情景？
研 讨
1 光能穿透什么样的物体？这些物体在生活中有哪些应用？
2 当光照射一个不透明的物体时，会发生什么现象？
3 在什么情况下，我们能在小树林中看到光束？
拓 展
当月球运行至太阳和
地球之间的某个位置时，
会部分或全部遮挡住照射
到地球的太阳光，地球上
某些地区的人们就能看到 日食
日食；而当月球运行至地
球的阴影中时，就会发生
月食。尝试用有关光的传
播的知识解释上述现象。
月食
45
4 光的反射现象
桌屉中相对较暗，如果不使
用手电筒，很难看清掉落在里面
的文具。
聚 焦
怎样能让光“转弯”，照亮桌屉里的物体呢？
底板
探 索
1 观察光的反射。
用一张黑色大卡纸作
为底板，取另一张黑色长
条纸立在底板中间作为纸
屏，在纸屏的中间刻出一
纸屏
条宽 3 毫米左右的窄缝，
窄缝
让手电筒发出的光可以从
窄缝中通过。
46
创设一个较暗的环境。调整手电筒与窄缝的距离，直到形成一道狭窄的
光束。
使用平面镜将光束反射到中间的纸屏上。调整平面镜的角度，观察纸屏上
光斑的位置并标记。
重复上面的实验，能否根据平面镜的角度正确预测反射光斑的位置？用画
图的方法表示出来。
纸屏
手电筒
手电筒 窄缝 平面镜
反射光斑 平面镜
纸屏
记 录 单
镜面上的反射
日期：
2 观察混合液中的光路。
创设一个较暗的环境，让光照射面粉与水的混合液中的镜面，观察出现
的现象。调整平面镜的角度，观察现象有什么变化，画出光的反射路径。
47
平面镜
记 录 单
水槽里的镜面反射
日期：
资 料
3 在黑暗的桌屉中找橡皮。 我们能看到不发光的物体，是因为它们把光源
在桌屉最暗处有一块橡 发出的光反射进了我们的眼睛。所有物体都会或多
皮，如何摆放平面镜才能让 或少地反射光，只是大多数时候物体的表面不像平
面镜那么平整，因此反射的光不像镜面反射时那样
橡皮被照亮呢？
规则。
48
记 录 单
用镜子照亮橡皮
日期：
研 讨
1 通过调整平面镜的角度，我们看到了桌屉内的橡皮，那么光是怎样从橡皮
反射进我们眼睛的呢？
2 举例说明日常生活中哪些地方还用到了光的反射原理。
拓 展
到底有多少个乒乓球？
在白纸上画个半圆，像量角器的
刻度线那样，在半圆上画出不同的角
度；用两只小镜子形成一个夹角，把
乒乓球放在镜子中间。当改变镜子间
的夹角时，你能看到几个乒乓球？说
一说这是什么现象。
49
5 设计潜望镜
潜望镜在科学研究和国防建设上有很多用途。科研工作者可以用它在地
下室里观察火箭的发射，在保护墙内观测有放射性危险的实验；潜艇在水下
航行时，人们可以在潜艇里用它观察水面上的情况。生活中，我们可以用潜
望镜做好多事情呢！
50
任 务
设想一个潜望镜的使用场景，利用光的知识设计并制作一个潜望镜，用它
可以清楚地观察外界情况。
我可以用它观
玩躲藏游戏时可以 察小乌龟进食。
用它观察小伙伴的情况。
我可以用
它看水面上的
风景。
我可以用它来检
查下水道中的故障。
要 求
利用生活中常见的材料。
使用生活中常见的工具。
能清楚地观察目标物品或现象。
资 料
汉代初年成书的《淮南万毕术》记载:“取大
镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”意思是利
用挂在高处的镜子，可将四周的景象反射到水盆
中，以此来观察四周的情况。高处的镜子和低处
的水面形成了一种类似潜望镜的“平面镜组合”，
由此可知至少在公元前 2 世纪，我国人民已经掌
握了镜面反射的道理并加以利用了。
51
设计方案
1 探索镜片摆放的方法。
观察潜望镜的外形，仿照做一个“之”形通
道。试一试，怎样在两个转角处摆放平面镜？
提 示
确定镜子摆放的位
置和角度的方法：
1.从通道一端能看到
另一端的物体。 可是，光是
2.手电筒的光能从通 沿直线传播的，
利用平面镜，
道一端射入后，从另一 无法拐弯呀！ 光可以反射，就可
端顺利射出。 以实现拐弯。
好 主 意！
潜望镜就 要拐几次弯呢？
是可以让光拐
弯的装置，这
样原本看不到
的物体就能被
看到了。
2 根据探索的情况，在图中标注
镜片的摆放情况，说一说这样摆放
的理由。用直线和箭头标出光的行 镜子
眼睛
进路线。
平面镜摆放
物体
成什么角度？
52
3 根据自制潜望镜的使用场景，合
不同用处的
理选择材料和工具。
潜望镜要用不同
的材料哟！
4 讨论、确定方案，画出潜望镜设计图。
记 录 单
记得标出零部
件的名称和它们的 潜望镜设计记录单
大小与材质哟！ 日期：
潜望镜用途： 设计图
制作材料：
制作工具：
53
6 制作潜望镜
制作潜望镜是一
项非常考验合作能力
的工作！
实施方案
各部分之
1 根据方案分工、制作潜望镜。 间怎样连接？
选择合适的材料和工具，加
工、制作各种零部件；然后进行
组装，并调试平面镜的位置。
可以分为
哪几部分？
54
制作我们的潜望镜。
牙膏盒、水
杯盒等都可以用
来制作潜望镜。
1 选用两个纸盒及工具。 2 把其中一个纸盒切成两截，另
一个去掉两端的盒盖。
3 在封口端分别裁剪出两个合适 4 根据设计图，用胶带把它们黏
的插口，安装并调试镜子的摆 合起来。
放角度。
制作潜望镜有许多 平面镜 橡皮筋
方法，我们还可以参考
其他方案。
我的潜望镜可以用
纸直筒
来做什么？选用了什么 塑料
材料？制作的主要步骤 直管
是什么？镜子是怎样安
装的？
平面镜 塑料 平面镜
软管
55
2 展示与汇报。
向全班展示设计
图，汇报设计的思路和
材料，然后展示作品并
做讲解。
测试改进
测试潜望镜能否完成我们的任务，并根据发现的问题提出改进意见。
56
如果需要在水中使
用潜望镜，镜身需要什 记 录 单
么材料呢？如果需要观
察较暗处的景物呢？ 改进潜望镜
日期：
使用场景 使用中的问题 改进的方法
检查下水道中的故障 光线太暗，看不到物体 在前端加装灯光
拓 展
利用光的各种特性制造的，用于观察、显示、测
量等用途的仪器叫光学仪器。查阅资料，了解更多光学
仪器的使用方法，以及它们在人们的生产生活、科学研
究、国防建设等方面发挥的作用。
投影仪 光学显微镜
望远镜 照相机
57
7 制造彩虹
雨过天晴，天边有时
会出现一道彩虹。
聚 焦
彩虹的出现似乎与水有关。
我们可以用水来制造彩虹吗？
58
探 索
1 用水和镜子制造彩虹。
在阳光下放一杯清水，将镜子斜立在杯子中，调整镜子的角度，使光照射
到墙面上，观察墙面上的现象并记录。
阴天时，我们
可以怎样做呢？
2 用三棱镜制造彩虹。
把白光通过三棱镜后产生的彩虹画下来，观察彩虹由哪些颜色的光组成，
以及它们的排列顺序。
59
记 录 单
制造彩虹实验
日期：
方法 现象
水和镜子
三棱镜
3 试一试，用更多的方法制造彩虹。 资 料
太阳光看上去是白色的，但它实际
上是由许多不同颜色的光组成的。当白
色光进入棱镜或水中时，就会分散成排
列有序的“红橙黄绿蓝靛紫”彩色光带。
60
研 讨
1 在生活中，有哪些材料可以替代三棱镜来制造彩虹？
2 推测一下，雨过天晴后的彩虹是怎样产生的？还有哪些方法可以制造
彩虹？
拓 展
观察三色光的叠加
用红、绿、蓝三色透明塑料片，依次遮住手电筒的灯泡，将手电筒发出的
光分别投射到白纸上，观察纸上是什么颜色的光。如果将三色光叠加投射在白
纸上，会是什么颜色？想一想，为什么我们能看见这些颜色的光？
61
单 元 小 结
小孔成像
光的
沿直线传播
传播 影子的形成
镜面反射
光 光的 光照射在物体表
反射 面会出现“反弹” 制作潜望镜
光的 三棱镜
分解 彩色光合成
与合 白光用“水”等其他方法
成
我们之所以能够看到五彩缤纷的世界，是因为有太阳这个最重要的自然光
源在不断发光。光照射在物体上，又被物体反射到人眼中，我们就可以看到物
体了。人们利用光的反射特性，发明了潜望镜。光还有其他许多特性有待我们
继续研究，例如，三棱镜可以将白光分散为不同颜色的光；而彩色光又可以合
成白光。知识如海洋，探索是一个永无止境的航程。
我的收获
评价内容 评价等级
怎样改进呢？
我知道人能看到物体是因为有光进入我的眼睛 ☆☆☆
我能解释由光的传播方式产生的相关现象 ☆☆☆
我能够解释潜望镜的原理 ☆☆☆
我会制作简易潜望镜 ☆☆☆
我认识到技术对国家强大的作用 ☆☆☆
62
科 学 阅 读
光与视觉
两千多年前，毕达哥拉斯、柏拉图、欧几里得等古希腊学者曾认为，人之
所以能看到各种东西，是因为眼睛里发出的“触须”投射到了物体上。今天我
们已经知道，是外界物体发出或反射、折射的光进入眼睛引起了视觉。
人的视网膜中有感光细胞。我们能在很暗的房间里粗略看到物体的轮廓却
没有颜色的感觉，是其中一种杆形的视杆细胞在发挥作用。锥形的视锥细胞则
在比较亮的环境下帮助我们形
视杆细胞
成对各种颜色的感觉，使我
们看到多姿多彩的大千世
界。事实上，每个人的视
锥细胞接收光形成颜色感
觉的能力都会略有不同，
只是多数人的差异不大。
视网膜 视锥细胞
63
动物眼睛里的感光细胞和人类不一样，有些动物的视锥细胞比人类少，
而有些动物则比人类多，同样的光在动物眼中产生的颜色感觉与人并不相
同。比如草丛、树叶反射的光进入人眼会让我们感觉到绿色，老虎身体反射
的光进入人眼则会让我们感知到黄黑相间的颜色，这两种光进入牛、羊、鹿
等许多动物的眼中产生的颜色感觉却没有明显区别。所以，绿色草丛、灌木
中的老虎在我们眼中颜色鲜明，但在老虎的猎物们眼中却和周围环境融为一
体，难以被发现。
光除了引起视觉，是人类获取信息的重要途径之外，还对人体有许多生
理、心理等方面的影响。昼夜交替的光照变化是人体生理节律的重要基础。学
习时明亮的光照会让人更清醒、兴奋，从而提高学习效率；睡觉时则需要比较
暗的环境，否则会影响睡眠质量。长时间、近距离看手机等电子产品的屏幕不
仅可能影响视力，晚上看多了还会影响睡眠。
如今，通过深入研究光如何通过视觉或非视觉的方式来影响人体，我们可
以用光来治疗生理、心理疾病。科学合理地使用光，会让我们的身心更健康。
64
第三单元
地球的运动
太阳总是东升西落，周而复始，为什么会这样呢？
季节总是春夏秋冬，有序循环，是什么原因呢？
夏热冬冷，又是什么原因呢？
其实，这些现象都与地球的运动密切相关，让我们一起来探索这些问题，
揭开地球运动的秘密。
65
1 利用地球模型来研究
因为地球太大，所以科学家常常
利用模型进行研究。地球模型是研究
地球的重要工具。昼夜交替、四季变
化都可以借助地球模型来研究。地球
仪就是常用的地球模型。
聚 焦
我们观察过的哪些现象与昼夜交替、四季变化有
关？地球仪上有什么信息？
66
探 索
1 分享我们的观察和思考。
冬天上学时，
天才蒙蒙亮，而夏 南半球和北
天上学时，太阳已 半球季节相反，
经升起很高了。 是这样吗？
2 整理信息。
小组讨论，对大家观察到的现象和提出的问题进行分类整理。
班级记录单 班级记录单
我们的观察 我们的问题
日期： 日期：
昼夜现象 四季现象
昼夜会交替 四季会交替
昼夜有长短
……
67
3 利用模型来研究。
观察地球仪，我们可以发现许多有关地球的信息。
我观察到了赤 地球仪上标有许地球仪
道，它将地球分为 多网格线，它们有什上的地轴总
南北半球。 么作用？是有点斜。
记 录 单 资 料
地球仪上的信息 地 球 模 型 有
多种类型，有反映
日期：
地形的，也有反映
行 政 区 划 的 ， 还
有 反 映 地 壳 运 动
的……。不同的模
型反映不同领域的
知识，具有不同的
用途。
68
研 讨
1 通过交流，我们知道了哪些现象？产生了哪些疑问？
2 通过观察地球仪，我们有哪些新的认识和问题？
3 根 据现有的条件，我们可以选择哪些问题去研究？
拓 展
我们可以利用乒乓球、大蒜等常见物体制作地球模型，以方便我们研究地
球的运动。
大蒜模型
用乒乓球制作地球模型
69
2 昼夜交替的解释
太阳每天东升西落，白昼、
黑夜交替出现。
聚 焦
昼夜交替是怎样形成的？太阳真的在东升西落地运动吗？还是地球在
运动？
探 索
1 关于昼夜交替现象成因的假说。
自古以来，人们一直试图对昼夜交替现象的成因给出合理的解释。我们也
可以大胆地提出自己的假说，用简单的示意图和文字进行表达。
70
因的假说
的假说
替成 关于昼夜
交替成因
于昼夜交 × 日 期：× 月 × 日关 日期：× 月
日
转
地球绕着太阳公
太阳绕着
地球转 太阳不动，
地球不动
，
关于昼夜交替成因的假说 记 录 单
日期：× 月 × 日 关于昼夜交替成因的假说
日期：
地球绕着太阳公转，同时地球
自转
根据我们的假说，能在地
2 球模型上模拟出昼夜交替吗？利用模型，做模拟实验。
71
利用自制的地球模型同样可以做昼夜交替的模拟实验。我们可以在模型
上做标志线，以便于观察昼夜覆盖的范围。其实地球仪上的网格线就是一种
标志线。
3 交流我们的假说和模拟实验的情况。
班级记录单
关于昼夜交替现象成因的探究
日期：
假说 模拟实验结果
72
研 讨
1 根据模拟实验结果，我们的假说能成立吗？怎样判断模型上是否出现了昼
夜交替现象？
2 可以用于解释昼夜现象的假说有几种？它们有什么不同？
3 现在，科学家们是怎样解释昼夜交替现象的？
拓 展
“地心说”和“日心说”
在人类认识地球运动的历史中，“地心说”和“日心说”是两种代表性的
学说。查阅资料，了解这段科学史，和同学交流一下：“日心说”为什么可以
取代“地心说”？取代“地心说”的过程为什么如此漫长和艰难？
土星
水星 金星
太阳
火星 地球 水星 金星
月 木星 火星
太阳 木星
地球
土星
“地心说”示意图 “日心说”示意图
73
3 地球如何自转
陀螺转动时，以陀尖
为支撑可以在一段时间内
不停地旋转。
资 料
聚 焦 像陀螺这样，好
像沿着一条穿过自身
地球是一个球体，它是怎样自转的？地球自 的轴进行旋转的运动
转一定会产生昼夜交替现象吗？ 叫自转，这条轴叫自
转轴。
74
探 索
1 尝试让球体自转。
让一个球体自转起来。怎样让它的自转持续而稳定呢？
怎样让乒
乓球转动得更
持久一些？
2 观察地球仪自转。
转动地球仪，观察它的自转。地球仪的自转有什么特点呢？
这条轴模 地轴倾斜的
拟了什么？ 样子很特别。
75
3 地球自转与昼夜交替现象。
尝试改变地轴的倾斜角度做模拟实验，观察地球仪上是否会出现昼夜交
替现象。
在地球模型的几
块大陆上，分别贴上
用 较 强 的 光 源
几个反光的小圆片。
照射地球模型，同时
让地球模型自转。
记 录 单
地球自转与昼夜交替现象模拟实验
日期：
地球自转时地轴倾斜角度与方向 是否出现昼夜交替现象
①地轴竖直
②地轴倾斜
③地轴平躺且与阳光垂直
④地轴平躺且指向太阳
第 ④ 种 情 况， 昼
夜还会交替出现吗？
76
研 讨
1 地球自转一定会产生昼夜交替现象吗？请结合我们的模拟实验进行解释。
2 对比陀螺的自转和地球的自转，有什么相同和不同？
3 地球自转有什么特点？
拓 展
地轴的倾斜角度是 23.5 度，这个角度对地球环境有重要的影响。在太阳
系中，八颗行星都在自转，但它们自转轴的倾斜角度有比较大的差异。观察下
图，推测哪颗行星上基本不会出现昼夜交替现象。
水星 金星 地球 火星
木星 土星 天王星 海王星
77
4 谁先迎来黎明
暑假，家住北京的小明到乌鲁木齐旅游，
他发现北京和乌鲁木齐迎来黎明的时间不同。
聚 焦
北京和乌鲁木齐，谁先迎来黎明呢？在不同
城市旅游时，我们是否发现过类似的现象？
78
探 索 根据位置关系，分
别在两名同学身上贴上
1 北京和乌鲁木齐，哪座城市先迎 写有“北京”和“乌鲁
来黎明？ 木齐”的卡片。
在地球仪上确定北京和乌鲁木齐
两座城市的相对位置。
做模拟实验。
方法一：几名同学手拉手围成圆
圈，分别向不同方向转动，谁先看到
“太阳”呢？
方法二：在大蒜上贴两个圆点，
红点表示北京，绿点表示乌鲁木齐。
按照不同的自转方向，红点和绿点谁
先迎来“黎明”呢？
为什么会
有两种不同的
结果？
记 录 单
“谁先迎来黎明”模拟实验
日期：
地球自转方向 先迎来黎明的城市 我的解释
自西向东
自东向西
79
2 确认地球自转的方向。
坐在前进的汽车上观察窗外的树木，树木的运动方向是怎样的？
坐在转动的椅子上观察，周围的物体在怎样运动？
设想我们坐在地球这个“大转椅”上，每天看到太阳和其他天体东升西
落，这说明地球的自转方向是怎样的？
记 录 单
探究地球的自转方向
日期：
物体的运动方向 在运动物体上的观察结果
汽车向前行驶 车窗外树木的运动方向：　　　　 　
坐在椅子上顺时针转 周围物体的运动方向：
地球： 太阳东升西落
80
研 讨
1 在探讨北京和乌鲁木齐谁先迎来黎明时，我们是怎样知道的？
2 通过探究，结合以前的学习，我们可以知道地球自转的方向是怎样的吗？
自转一周的时间是多长呢？
3 回顾第一课提出的问题，我们已经解决了哪些问题？
拓 展
把我们解决问题的思维过程用图示清晰地呈现出来，可以更好地与别人进
行交流。
下图只是一种表示方式，我们也可以用不同的方式进行表达。
因素 1 解决办法
两地的位置关系 借助地球仪确定两
问题： 地的位置关系
东西两地谁先
迎来黎明 可能性 1 结果 1
因素 2 自东向西 西边先迎来黎明
地球自转方向
可能性 2 结果 2
自西向东 东边先迎来黎明
支持的事实 支持的原理
太阳东升西落，地球 运动物体和周围物体在
在自转 视觉上的运动方向相反
81
5 影长的四季变化
在同样的上学时间，季节不同，太阳
升起的高度不同，影子长度也不同。
聚 焦
四季变化，年复一年，影子长度的变化有规律吗？
和太阳高度的变化有什么关系呢？
82
探 索
1 查阅资料，了解古人是怎样观察
日影的四季变化规律的。
季节 正午太阳的高度 影子长度
春 影长中等
夏 影长最短
影长中等
秋
冬 影长最长
古人的观测发现 北京古观象台的圭表
2 学习制作简易圭表，观察日影的四季变化。
用纸带作圭面，在上面画刻度。
再用一纸板作表，并在表的顶端打一个小孔。
你怎样确定 表顶端小孔
圭面的长度呢？ 的作用是什么？
圭面 表
制作圭面刻度 在圭面上立表
83
3 太阳在同一地点正午时分的位置 夏至
春分
随四季而变化，根据这个特点，模拟 秋分
物体影子长度的变化。
冬至
同一地点，一年四季正午时
用手电筒模拟不同高度的太阳， 分太阳的位置不同；太阳照
观察影子长度的变化 射地面的角度也不同
光斑大，影子长 光斑小，影子短
记 录 单
同一地点正午时分物体影长的变化
日期：
模拟不同时间的太阳高度 影长（圭面读数结果）
春分
夏至
秋分
冬至
84
在其他季
节，也进行测
量和记录。
4 实际观察。
正午时分，把自制的
圭表放在太阳可以照射到
的地方，记录影子的实际
长度。
研 讨
1 四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？
2 如果不在正午时分进行观察可以吗？应该注意什么？
拓 展
仔细分析表格中的数据，你有什么发现？
北京地区日出日落时间和正午太阳高度角的变化表
时间 日出时间 日落时间 正午太阳高度角
春分 6：00 18：00 50°
夏至 4：30 19：30 73.5°
秋分 6：00 18：00 50°
冬至 7：30 16：30 26.5°
资料来源：北京天文馆。
85
6 地球的公转
人们围绕篝火跳舞，跳舞的人就可以看作围绕篝火公
转。地球围绕着太阳公转，就好比是它在自转的同时，还
围绕太阳跳篝火舞。
聚 焦
地球公转有什么特点？地球上四季的温度是怎样变化的？
探 索 资 料
类 比 是 一 种 常 见 的
1 将地球公转与围绕篝火跳舞进行类比。 思维方法，它能直观形象
地 说 明 事 物 。 我 们 应 该
相互交流，然后填写在记录单中。
细致地进行类比，这样才
能更科学、更准确地解释
现象。
86
记 录 单
地球公转与围绕篝火跳舞的类比（一）
日期：
地球公转 围绕篝火跳舞
以太阳为中心 都有中心 以篝火为中心
圆周运动 …… 圆圈可大可小
获得太阳能量 获得篝火能量
…… 近热远冷
……
2 根据提供的图片和文字资料，了解地球的公转，然后继续记录比较结果。
资料一：有关地球公转的示意图。
公转过程中地
地球公转一周
轴倾斜的方向保持
的时间是多长？
春分 不变吗？
夏至 冬至
秋分
87
资料二：有关地球公转轨道的数据。
地球公转轨道形状
其实是椭圆。椭圆好比
地球公转轨道的有关数据
是压扁了的圆。
地球与太阳的距离 数据
平均距离 1.50 亿千米
近日点距离（每年一月份） 1.47 亿千米
远日点距离（每年七月份） 1.52 亿千米
资料三：南北半球的季节变化。
地球距离太阳
近时，我们所在的
联系上表数据， 北半球 春分 北半球反而冷！
南半球 秋分
你又有什么发现？
北半球 冬至
南半球 夏至
北半球 夏至
南半球 冬至
北半球 秋分
南半球 春分
记 录 单
地球公转与围绕篝火跳舞的类比（二）
日期：
地球公转 围绕篝火跳舞
以太阳为中心 以篝火为中心
近似圆周运动 圆圈可大可小
获得太阳能量 都有中心 获得篝火能量
自西向东 …… 近热远冷
周期一年 转动方向可变
…… 转动时间可变
……
88
3 设计实验模拟地球公转。
我们该怎样设计模拟实验，才能更加接近真实的地球公转呢？
用什么模拟 怎样确定地
太阳比较合适？ 球的公转轨道？
研 讨
1 我们的记录单上的信息有什么相同和不同之处？其他同学的记录单对你有
什么帮助？
2 如果用围绕篝火跳舞来类比地球公转，你该怎样说明？
3 北半球与南半球的季节是什么关系？
拓 展
地 球 围 绕 太
阳 公 转 一 周 要 一
年。 太 阳 系 中，
八 颗 行 星 的 公 转
周 期 不 同（如 右
图）。你有什么发 太阳
现吗？
89
水星
88
金 天星
224
火 地
天
星 球
1 1年 年
320 天
木
星
11 年
315 天
土
星
29 年
167 天
天
王
星
84 年
海
王 3 天
星
164 年
288 天
7 四季变化
对于居住在北半球的我们来说，
四季变化最明显的现象就是夏热冬冷。
聚 焦
四季温度是怎样变化的？为什么会夏热冬冷呢？
探 索
1 探究太阳高度变化与温度的关系。
接收太阳光能量的多少是影响地球表面冷热分布
最重要的原因，太阳高度变化会影响地表温度变化。 斜 射 时， 光 斑
大，同样面积接收的
一天中早上和中午温度不同，也是出于这样的原因。
能量就相对少一些。
我们用手电筒照射物体，可以进行观察和推理。
光斑小，物体影短
光斑大，物体影长
中午阳光直射物体示意图 清晨和傍晚阳光斜射物体示意图
90
2 模拟地球公转。 提 示
在地球公转过程中，太阳并没有上下移动，那么它 我 们 可 以 形
成 一 个 简 单 的 链
的高度变化又是怎么产生的呢？
式推理。
我们已经知道，地球自转时地轴是保持倾斜的，
而方向基本保持不变。模拟地球公转，借助光斑大 直射
小，观察模型上太阳高度是否在有规律地发生变化。
太阳高
度大
做一个上端有圆孔的纸屏，纸屏的高度与地球
模型差不多高。
影短
用手电筒模拟太阳，手电筒高度与春分时地球
仪的赤道高度保持一致。
在地球仪的北半球上选择一个观察点（比如北 光斑小
京），贴上小纸片。
模拟地球公转。公转中，调整纸屏的高度，保
证光斑落在固定的观察点上，观察光斑的大小 温度高
变化。
保持纸屏与
地球模型的距离 地 轴 的 倾 斜
相同。 方向保持一致。
手电筒高
度保持不变。
91
观察标志点
透光的小孔
可以调
节纸屏
的高度
根据观察结果，
借助前面的链式推
理进行推测。 记 录 单
地球公转与北半球气温模拟实验
日期：
观察点光斑 太阳高度 推测北半球的温度
地球公转位置
（用大、中、小表示） （用大、中、小表示） （用高、中、低表示）
春分
夏至
秋分
冬至
研 讨
1 模拟实验中北半球的光斑大小是怎样变化的？光斑变化与季节变化是什么
关系？
2 通过两节课的探究，我们能解释夏热冬冷的原因吗？
3 回顾单元首页，哪些问题得到了解决？哪些问题还没有很好地解决呢？
92
拓 展
二十四节气与农业生产
有关二十四节气的
我国是一个农业大国，农作物的生长和太阳热量
谚语
息息相关。我国劳动人民长期观察太阳运行规律，确
清明前后，
立了四季，还在四季的基础上进一步细分了二十四节
种瓜种豆。
气。二十四节气很好地指导了农业生产，例如，南方
种水稻需要较多的光照，所以有“过了芒种不种稻， 芒种育秧放庭前，
过了夏至不栽田”的谚语，因为芒种以后天气炎热少 夏至稻花如白练。
雨，这时种水稻，产量会大受影响。
收集一些谚语，我们可以比较好地了解二十四节 立夏鹅毛住，
气与农业生产的关系。 小满雀来全。
立 雨 惊 春 清 谷 立 小
立 雨
立 雨 惊 春 春
惊 春 清 谷 立 小
春 水 清
水谷 蛰蛰 分 立
分
明 小
明 雨 夏 满
雨 夏 满
春 水 蛰 分 明 雨 夏 满
立 雨 惊立 春雨 清惊 谷春 立清 小谷春 水 蛰 分 芒
立 夏小 小 大 立 处 白 秋
立 雨 春惊 水春 蛰清 分谷 明立 雨小 夏芒明芒 夏 小 满
夏雨 种夏小 至大满 暑立 暑处 秋白 暑秋 露 分
春 水 蛰 分 明 雨 夏 满 种 大至 立暑 处暑 白秋 秋暑 露 分
种 至 暑 暑 秋 暑 露 分
芒 夏 小芒 大夏 小 大立 处 白立 秋处 寒白 霜秋种 至 暑 暑 立 小 大 冬 小 大芒 夏 种小 至大 暑立 暑处 秋白 暑秋 露寒秋 分霜暑 露立露 降小分 冬大 雪冬 雪小 至大 寒 寒
种 至 暑 暑 秋 暑 寒露 霜分 立 小 大冬 冬雪 小雪 大至 寒 寒
露 降 冬
露 雪降 雪 至 寒 寒
寒 霜 立寒 霜
立 小 大 冬 小 大
寒 霜 露立 降小 冬露
小
大 雪降
大
冬 雪冬
冬 小 大
小 至雪大 寒雪 寒至 寒 寒
露 降 冬 雪 雪 至 寒 寒
93
单 元 小 结
自转 昼夜交替
周期：一天 东方比西方先迎来黎明，
方向：自西向东， 日月星辰东升西落
地轴倾斜
公转
四季交替
周期：一年
太阳高度和影长有规律
方向：自西向东，
地变化，季节冷热变化
地轴倾斜，方向基本不变
地球和太阳系的其他行星一起，不停地自转和围绕着太阳公转。太阳发出的
光和热是地球的主要能量来源，也是地球上产生昼夜和四季交替的根本原因。地
球有规律地自转，导致地球表面不同地区自东向西先后被太阳光照耀，因此就有
了昼夜交替；而公转过程中，太阳的高度有规律地变化，形成了四季变化。
昼夜交替和四季变化，看似很平常，但是对地球上的环境和生物影响巨大。
我的收获
怎样改进呢？
评价内容 评价等级
我知道了地球自转和公转的一些规律 ☆☆☆
我会做地球自转和公转的模拟实验 ☆☆☆
我认识到地球运动对生物和环境有巨大的影响 ☆☆☆
我认识到借助模型来认识地球运动的重要性 ☆☆☆
94
科 学 阅 读
为什么会“坐地日行八万里”
“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”真的可以做到吗？
我们已经知道地球自转一周需要 24 个小时，地球赤道周长约为 40 000 千
米，也就是说，如果你在地球的赤道上，一天就可以运动约 80 000 里。所以
可以“坐地日行八万里”。
有人可能表示反对，如果人们不是在赤道上，那么一天就不能够运动八万
里了吗？是的，离赤道越远，运动的距离越短，如果坐在北极点或南极点上，
则运动的距离为零。
其实，地球除了自转外，还在不停地围绕太阳公转，速度是每秒 30 千
米。算一算，地球一天在公转轨道上前进了多少千米？
地球除了自转和公转外，还被太阳带领着围绕银河系的中心高速运动，速
度约为每秒 220 千米。再计算一下，以这个速度地球一天绕银河系中心又前进
了多少千米？
以这么快的速度转动，为什么我们没有感觉呢？因为地球就像一艘开得十
分平稳的大船，宇宙空间又没有大风大浪，我们就像小蚂蚁住在船舱里一样，
所以就没有什么感觉。
地球公转速度
30 千米 / 秒
太阳公转速度
220 千米 / 秒
地球最大自转速度
465 米 / 秒
95
北极星是永远不动的吗
北极星其实是一颗不太亮的星星，它是小熊座的一颗恒星，天文学家也称
它为小熊座α（读音：阿尔法）星。由于它总在北方天空，位于地球自转轴北
极所指的延长线上，人们都习惯用它来辨识方向，所以称它为北极星。
北极星永远都不动吗？或者说地球自转轴北端始终都指向它吗？
其实，在约 5 000 年前（即
公元前 3000 年），北极星是指天 现在的北极星 北现在的北天极 斗
仙王座 七
龙座的一颗星，处于地轴北极所 小 星
熊
指的方向。由于地球的地轴倾斜 座 右枢
角度不是一成不变的，而是有几 公元前
公元 7000年 3000 年
度的缓慢的周期变化，因此，地 天龙座
轴所指向的北极方向也会发生变 北黄极
化。现在我们看到的北极星，它 天津四
接替了天龙座的那颗星。即使现
公元 14000 年
在，北极星也与地轴北极所指位
天鹅座
织女星
置有一点差异，但我们的肉眼很
难发现这个差异带来的变化，所以看起来北极星的位置没有发生改变。
如果你能活到公元 7000 年，你会明显地看到北极星的位置变了，因为那
时候，北极星的“位置”又将交给另一颗星了。
9966
离上课还有多长时间？看一下钟 第四单元
表不就知道了！可要是没有钟表呢？想
象一下，如果有一天全世界的钟表都坏
了，世界会变成什么样？人类曾经经历 计量时间
过一段没有钟表的时期。那么，人类是
怎样逐步认识时间的？后来又是怎样发
明了计量时间的钟表呢？
精确地计量时间很重要，它能够使
我们的生活有条不紊。然而，人类的好奇
心远不止于自身和当下，为了更好地认识
自然界的变化和发展规律，我们还需要了
解亿万年前的生物，了解百万年前的祖
先。那么，科学家们又是怎样找到这么久
远的计时工具的呢？
97
1 时间在流逝
当我们吃饭、睡觉、学习、
运动的时候，时间在一分一秒地
流逝。我们只需看一眼钟表就知
聚 焦 道几点了或过了多长时间了。
在古代，人们并没有我们今天使用的钟表，他们是怎样安排生活和劳作
的呢？
98
探 索
1 古人经常使用“弹指间”“一顿饭的工夫”“日上三竿”等词汇描述时间，
在没有计时工具的情况下，哪些自然现象可以帮助人们判断时间？
太阳高悬头顶，是
一天中的正午
当太阳升起时，白 太阳落山后，夜幕
天就开始了 降临了
资 料
在 远古时代，
人类依靠太阳计
时。日出而作，日
夜空中，有明月照 落而息，昼夜交
亮大地 替自然而然成了
人们使用的时间单
位——日。
99
2 搜集、阅读资料，交流古人利用太阳进行计时
的方法和实例。
北京古观象台的圭表
北京故宫中的日晷
资 料
日晷是利用一天中日影方向有规律的变化来划分并测定
时刻的工具，根据两个时刻之间的间隔，可以计算出时长。
圭表是利用一年内正午时分日影长度有规律的变化来推定四
季和二十四节气的工具。
3 古人曾用燃香来帮助计时，我们也来观察研究“一炷
香”的时间。
取一支约 20 厘米长的细香，分为十等份并做标记。
燃香并记录香燃烧到十分之一、十分之二、十分之三
处的时刻，推测燃烧完一炷香所需的时间。
100
记 录 单
“一炷香”的时间
日期：
燃香长度 所需时间 / 秒
十分之一
十分之二
十分之三
推测“一炷香”的时间：
4 感受一分钟有多长，用词语来描述我们对这一分钟的主观感受。与同学交
流，说一说一分钟能做些什么。
研 讨
1 古人曾用过哪些方法计时？这些方法有什么优缺点？
2 燃香的上段与下段在燃烧时间上相同吗？这会带来什么
问题？
3 时间流逝有什么特点？
拓 展
与燃香一样，蜡烛也可以用来计时。蜡烛计时有什么
缺点？什么方法可以使蜡烛燃烧得更稳定呢？
101
2 用水计量时间
我们已经知道日影、
燃香、蜡烛可用来计时。
除此之外，人们还发明了
用水计时的方法。用水计
时的工具叫作水钟。
聚 焦
古人是怎样设计水钟
的呢？
元代铜壶滴漏
102
探 索
1 观察水流速度。
取一个透明塑料瓶，将其底部去掉，倒过来盛水，在瓶盖上扎一个直径约 2
毫米的小孔，让水可以从小孔中缓缓流出。仔细观察水流速度是否保持均匀。
1
2 3
2 测量水流速度。
往刚才的瓶中倒入200毫升水，让水从瓶盖的小孔中流出，用烧杯接住
流出的水。测量烧杯内的水积聚到50毫升时用了多长时间。
预测一下，当烧杯中的水积聚到100毫升、150毫升时，分别需要多长时
间，然后进行实际测量并记录观测结果。
103
记 录 单
测量水流速度
日期：
需要的时间 / 秒
烧杯内的水量
推测时间 实际时间
50毫升 —
100毫升
150毫升
3 思考怎样才能让每次流
把流出的水 可以在瓶口
出 50 毫升水量的用时相同。
倒回去重流。 流水时不断从上
将烧杯内的水全部重 面加水。
新倒回瓶子中，让水从小
孔中流出，用烧杯接住从
瓶中流出的水，测量烧杯
内的水再次积聚到 50 毫升
时用了多长时间。
重复多次实验，
观察测量结果是否
为了精确控制
相同。 流水速度，可在瓶
口流水处安装一个
流量调节器
流量调节器。
104
记 录 单
测量水流速度
日期：
需要的时间 / 秒
烧杯内的水量
第一次 第二次 第三次
50毫升
4 观察古代的水钟，思考古人设计四层铜壶滴漏来计时的原因。
研 讨
1 塑料瓶中水流出的速度是均匀的吗？用流水可以帮助我们计时吗？
2 怎样能让水匀速地往下流？
3 用四层铜壶滴漏与用一个四倍大的铜壶滴漏来计时，哪个更准确？
拓 展
给病人输液的时候，药液滴下的速度是
匀速的吗？这是怎么做到的？
105
3 做个水钟
汉代青铜漏壶
让水从一个容器滴入另一个容器可用于计时，
我们可以做一个类似的水钟吗？
明确任务
设计并制作一个用于 10 分钟计时的水钟。
计时误差不超过 10 秒。
时间刻度要均匀。
制订方案 资 料
我们准备设计制作一个什么 水钟在我国古代又叫“刻漏”“漏壶”。
类型的水钟？用怎样的装置确保 它的计时方法有两种：一种是利用特殊
容器记录把水漏完的时间（叫作泄水型）；
水的滴速均匀？采用什么方式指
另一种是在接水容器上记录它用多少时间
示时间刻度？ 把水装满（叫作受水型）。
106
我们可以让水滴 制造水钟的关键
入透明瓶中，根据接 是要组装一个能让水匀
水高度计量时间。 速滴漏的“稳水装置”。
用画图的方法把我们的设计方案表示出来。
水钟设计方案
日期：
材料： 设计草图：
铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、
（带瓶盖）、工字钉、直尺、胶带、纸条、
标记笔、秒表、热熔胶枪及胶棒、吸管。
操作步骤：
1. 剪开两个塑料瓶。
2. 用工字钉分别给两个瓶盖打孔。
3. 在其中一个塑料瓶的侧面用美工
刀开孔，插入吸管并用热熔胶固定，防
止漏水。
4. 组装并测试。
107
制作与测试
1 按照自己的设计方案，确定制作流程。
2 加工组装我们的水钟。
1 3
2
3 用秒表计时，在贴有纸条的半截塑料瓶身上标出 1～10 分钟的刻度，然后
用胶带贴好防水。
4 用钟表测试自制的水钟计时是否准确。
108
记 录 单
自制水钟计时测试
日期：
实验次数 测试时间 实际时间 误差 / 秒
第一次
第二次
第三次
交 流
1 我们的哪些设计能够使水匀速滴下？
2 我们能从其他小组的方案中获得哪些启发？
拓 展
在碗的底部打一个小孔，将其放入水中，也可
以用来计时。
观察小孔沉水碗的结构。思考它是如何设计
的，以及这种设计应用了哪些科学知识。
小孔沉水碗结构 用小孔沉水碗计时
109
4 改进水钟
进水口
古人使用的水钟可以使水滴匀
速滴漏，计时准确且读数方便。
评估与改进 古代水钟原理示意图
1 观察古代水钟原理示意图，思考它是怎样使水滴匀速滴落的，又是怎样
做到方便读数的。我们可以从中获得哪些启发？
2 展示我们制作的水钟并交流，测试使用效果。
我们的水钟不足
之处是需要向泄水杯
我 们 的 水 钟 主 中不断加水，且受水
要优点是材料简单、 杯中的刻度过密，读
制作方便。 数不方便。
110
我们小组泄水 对于存在的
杯的水位高度经常 问题我们将做以
变化，导致流速不 下改进……
均匀，受水杯中刻
度不均匀。
3 明确存在的问题，梳理改进措施。
根据交流评估的情况，明确主要的问题并提出改进意见。
水钟修改方案
日期：
1. 将第一级泄水杯容量变大，可保证有足够的水量能满足测试
10 分钟的要求。
2. 将第一级泄水杯的出水孔孔径变大，可使水流速度大于第二
级泄水杯中的流速，并在第二级泄水杯侧面加一个溢水孔，让多余
的水能够流出，保持杯中水位不变。
3. 用细长的直筒型容器作为受水杯，这样可做到刻度均匀。
4. 第二级泄水孔孔径不能太小，水流速度要适当。增加刻度之
间的距离，方便读数。
5. 时间刻度标好后，用透明胶带贴住刻度防水，保证字迹清晰、不
模糊。
111
4 改进设计，完善作品。
上面瓶盖孔径
加宽到 4 毫米
溢水口，
水位线不变 保持水位
导管开始滴水
不变
孔径 2 毫米 孔径小，
一滴一
滴滴下
学生作品 1 学生作品 2
学生作品 4 学生作品 5
112
能否用浮标
来指示刻度？
分钟
10
9
8
7
6
5 交 流
4
3
2
1 哪一组的水钟计时比较准确
且计时时间长？它是如何设计
的？这种设计有什么优点？
学生作品 3
拓 展
除了水，还可以用哪些能流动
的物体来制作计时工具？
学生作品 6
沙漏
113
5 机械摆钟
日晷、水钟、沙漏等简易的计时工具，
可以让我们知道大概的时间，但随着人
类社会的发展，人们需要更精确的计时
工具。摆钟的出现大大提高了计时的精
确度，日晷等计时工具逐渐被替代。
聚 焦
摆钟为什么能更准确地计时？
探 索 摆幅
1 观察钟摆的运动。
摆绳
测量并记录钟摆1分钟摆动的次数。
摆锤
摆动一次
114
重复测量钟摆1分钟摆动的次数并记录。
记 录 单
钟摆 1 分钟摆动的次数
日期：
实验次数 第一次 第二次 第三次
摆动次数
根据测量结果，思考钟摆运动的特点。
2 自制一个摆，观察摆运动的特点。
拿一根细绳，上端固定，下端挂
重物，做成一个简单的摆。
让摆自由摆动（摆幅不要太大），
测量并记录它1分钟摆动的次数。
重复多次，测量并记录摆1分钟摆
动的次数。
① 组装铁架台
② 用细绳系好重物 ③ 调整高度
115
④ 使摆自由摆动，测量并记录
记 录 单
自制摆 1 分钟摆动的次数
日期：
实验次数 第一次 第二次 第三次
摆动次数
3 观测在相同时间内摆的摆动次数是否相同。
摆在自由摆动过程中，摆幅会慢慢变小，那么摆的快慢是否也在变化？
在自制摆连续摆动过程中，观测并记录摆每10秒钟摆动的次数。
摆动速度 测量结果可
摆动的幅度 摆 的 方
变慢了吧？ 能存在误差！
越来越小了。 向偏了。
116
记 录 单
自制摆每 10 秒摆动的次数
日期：
时间间隔 / 秒 0～10 10～20 20～30 30～40
摆动次数
研 讨
1 同一个摆在相同时间内摆动次数相同吗？
2 通过观察，摆还有什么运动特点？摆的快慢与摆幅有关系吗？
3 比较每个小组的数据，不同摆的摆动快慢一样吗？如果不同，主要原因是
什么？
拓 展
观察生活中的各种“摆”，它
们摆动的快慢相同吗？
节拍器 秋千
117
6 制作钟摆
机械摆钟里的钟摆每分钟摆动 60 次。
聚 焦
我们能不能也制作这样一个摆？
摆的摆动快慢与什么因素有关？
探 索
可能与摆绳的长度有关。
1 猜测影响摆的摆动快慢的因素。
可能与摆锤
的质量有关。
118
2 根据实验结果，检验我们的猜测。
探究摆的快慢与摆绳长度的关系。
调整摆绳的长度，观测并记录摆绳
长度不同的摆每30秒摆动的次数，实验
3次，取平均值。
实 验 方 案
日期：
提出的问题：摆动快慢与摆绳长度有关吗？
我们的猜测：摆动快慢与摆绳长度有关，摆绳越长，摆动得越慢；摆
绳越短，摆动得越快。
实验器材：铁架台、秒表、长短不同的细绳、摆锤。
需要改变的条件：摆绳的长度。
不能改变的条件：摆锤质量和形状、摆幅等。
实验方法：
1. 把细绳固定在铁架台上，下端挂上一个摆锤，让摆小幅度地
自由摆动。观测摆每 30 秒摆动的次数，实验 3 次，取平均值。
2. 保持摆锤质量不变，依次缩短摆绳的长度，观测摆绳长度不
同的摆每 30 秒摆动的次数，实验 3 次，取平均值。
短摆绳
中摆绳
长摆绳
119
记 录 单
摆绳长度不同的摆每 30 秒摆动次数
日期：
每 30 秒摆动次数
摆绳的长短
第 1 次观测 第 2 次观测 第 3 次观测 平均值
长
中
短
探究摆的快慢与摆锤质量的关系。 怎样改变摆锤质量不会影
把细绳固定在挂钩上，下端挂一 响摆的长短呢？
个摆锤，让摆小幅度地自由摆动。
观测并记录摆每 30 秒摆动的次数。
保持摆绳长度不变，依次增加摆
锤的质量，观测并记录摆锤不同的摆
每 30 秒摆动的次数，实验3次，取平
均值。
记 录 单
不同质量的摆锤每 30 秒摆动次数
日期：
每 30 秒摆动次数
质量
第 1 次观测 第 2 次观测 第 3 次观测 平均值
初始值
2倍
3倍
120
3 制作每分钟摆动 60 次的摆。反复测试，不断调整和记录，使制作完成的
摆正好1分钟摆动 60 次。
怎样在最短时
间内完成调试？
研 讨
1 摆的快慢与什么因素有关？我们是怎么知道的？
2 摆的快慢与摆绳长度有什么关系？
3 1 分钟摆动 60 次的钟摆，它的摆绳长度有什么特点？
拓 展
取一根长 30 厘米的木条，竖直悬挂起来，使其
能自由摆动，观察它的摆动快慢。如果要在这个木条
上固定一块金属圆片，让它正好每分钟摆动 60 次，
圆片应该固定在什么位置？
121
7 时间与变化
亿万年前，人类还
没有出现，更没有计时
工具。但是，科学家能
推测出地球上大约 38
亿年前出现了像草履虫
一样的原始生物；又过
了 30 多亿年才进化出
鱼；再用 2 亿多年时间
才进化出恐龙；然后又
经过几千万年才出现了
哺乳动物；距今大约
400 万年前才出现了现
代人类的祖先。
生物进化谱系树
聚 焦
科学家是根据什么证据推测各种生物在地球上出现的时间的？
122
探 索
1 认识“生物时钟”。
生物的活动会随着时间进行规律性的周期变化，这些变化会在生物体上留
下痕迹。
观察树干的横截面，数一数它的年轮并测量其
宽度，估计树木的大致年龄。
调查、搜集更多关于生物体上时间的痕迹。
年轮
海贝表面的生长纹
树干的横截面 龟甲上的环纹
2 了解古生物时钟（化石钟）。 资 料
和现代生物一样， 古代生物体上 我国古生物学家马廷英一百多年
也有反映其“年龄”特征的信息。那 前就发现珊瑚化石上的生长纹记载了
么，我们能知道古生物生活的年代和 季节生长的过程。古生物学家通过对
各个地质时期的四射珊瑚化石生长线
它们的生存环境吗？
的观察和计算，发现从古到今一年中
观察珊瑚化石生长纹的变化，搜 的天数在逐渐减少，而一天的时数却
集、查阅资料，讨论古代珊瑚虫生长与 在逐渐增加。这样的结果证明了地球
季节之间的关系。交流不同时期古代珊 自转的速度在有规律地变慢。
瑚虫生长纹数量变化与地球自转周期之
间的关系。
珊瑚化石
123
搜集、阅读资料，交流科学家通过化石判断地层年代的方法和实例。
现代
新生代
距今 6 600 万年
中生代
距今 2.5 亿年
古生代
距今 5.4 亿年
地层中化石群演进
至少从古生代开始，地球就成了生机勃勃的星球，之后有数百万个物种先后出现
又绝灭，构成了一幅壮观的生命演化图卷。一些物种可以形成化石保留在地层中。化
石的出现、存续和灭绝是地质时代的天然记录。科学家正是根据一组地层中的化石组
合来确定物种灭绝的先后关系，而地层的绝对年代通常用“放射性同位素方法”测定。
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3 总结和比较各种各样的生物时钟。
记 录 单
各种各样的“生物时钟”
日期：
“生物时钟” 特征
树木的年轮
贝壳的生长纹
龟甲上的环纹
珊瑚化石的生长纹
研 讨
1 除了树木年轮，你还知道哪些“生物时钟”？
2 如果在中生代地层中发现一根硅化木，你认为它大致是在什么时间被掩埋下
去的？
3 将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生物时钟，谈谈它们的异同点。
4 “地层中化石群演进”图下部的化石主要是海洋生物留下的，说一说该地区
古生代时的环境是怎样的。
北京北硅京化延木庆公硅园化木国家地质公园
125
拓 展
化石是地质历史的时钟，文物
是人类历史的记录。要了解祖先的
生活，就要靠他们留下的文物来推
测，例如杭州地区良渚遗址出土的
碳化稻。考古学家利用“放射性碳
定年法”（又称“碳十四断代法”）
测出碳化稻距今约10 000年，这说明 杭州良渚遗址出土的碳化稻（左）
一万年前良渚人就已经会种植水稻 与现代水稻（右）的比较
了。而且，碳化稻储量巨大，说明
水稻丰收。
请查阅资料，思考下列问题。
1. 出土碳化稻的地区范围有多大？这些地区今天的环境有什么变化？这
些地区的农作物类型是否仍然主要是水稻？
2. 下图为良渚先民生活环境复原图，我们认为是否合理？
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单 元 小 结
日晷 地球自转
太阳钟
圭表 地球公转
“燃香钟”和
技术的发展 物质的可燃性“蜡烛钟”
水钟 水的流动性
计量
时间 机械钟 摆的等时运动
“生物时钟” 生命的周期性变化
演化的思想
化石钟 生命进化和地球演化
自然界中一些物体会随着时间呈现有规律的变化，人类利用这些变化来计
时，如地球自转形成昼夜变化，地球公转形成季节交替。随着技术的进步，人
类制造出各种各样的计时工具。时间的测量精度越来越高。
地球上万事万物发生的变化都与时间密不可分，生物世界同样如此。寻找生
物体上时间留下的痕迹，可以帮助我们回溯过去，了解生命的进化和地球的演化。
我的收获
评价内容 评价等级 怎样改进呢？
我知道了自然界中物体的运动变化现象可以用于计量时间 ☆☆☆
我参与了制作水钟模型过程，并根据反馈结果进行改进 ☆☆☆
我经历了水钟、钟摆等反复测试过程，体会到重复实验对获得可
靠数据的重要性 ☆☆☆
我体会到计时技术的发展和应用影响着社会发展 ☆☆☆
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科 学 阅 读
单摆的等时性是如何被发现的
摆的等时性规律的发现是一个重大的历史事件，为机械摆钟的发明奠定了
基础，推动了计时工具的发展。
这个规律是怎么被发现的呢？
1582 年的一天，伽利略看到大厅中的吊灯被维修工人不小心碰到了，正
在来回摆动。他的脑海里闪现出了一系列问题：吊灯来回摆动一次的时间相同
吗？怎样来测量它来回摆动一次的时间呢？
伽利略知道，人的脉搏每
分钟跳动的次数是稳定的，能
不能利用脉搏来测量时间呢？
他把右手的手指搭在了左手的
手腕上，同时数着吊灯来回摆
动的次数。随着吊灯摆动幅度
的减小，摆动的速度也在变
慢，但就在这时伽利略发现吊
灯来回摆动一次所用的时间是
相同的。
吊灯有这样的现象，如果
换成其他物体能不能得到相同
的结论呢？伽利略带着满心的
欢喜回到了自己的房间，找出
一根细绳，绳的一端系上一个
小球，另一端系在天花板上，
这样就做成了一个最简单的单
摆。用这个装置，伽利略反复
伽利略观察吊灯的摆动（绘制图）
128
测量摆的摆动周期。他先后使用了铜球、铁球、木球来测试，结果发现，无论
是什么材质的球，只要摆长是固定不变的，摆来回摆动一次所用的时间就是相
同的。这也说明，单摆的摆动周期与摆球的质量是无关的。
那么，单摆的摆动周期与什么因素有关呢？伽利略制作了十几个摆长不同
的摆，一一测量它们的摆动周期，发现摆长越长，摆的摆动周期也越长。
伽利略很想利用摆来指示时间，尝试建造摆钟，奈何当时人们根本不相信
科学，伽利略在从事科学活动时还会遭到迫害。直到1656年，荷兰科学家惠更
斯完成了伽利略的遗愿，造出了世界上第一座摆钟。
伽利略构想的摆钟
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