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空间中最完美的几何图形是球体,而平面内最完美的几何图形是圆。
——笛卡儿
肥皂泡为什么是圆的?
笨龙,东张西望的,在看什么呀?
你看,满大街都是圆——圆圆的气球,圆圆的钟面、圆圆的车轮、圆圆的呼啦圈、圆圆的碗口……
唉哟喂,你练紧箍咒呀?这个世界上,圆自然是最多的了!瞧,连我吹的气球也是圆的!
气球不是你吹圆的,那是工人叔叔做成圆形的。这个你蒙不了我!
那肥皂泡总是我吹圆的吧?
嗯,奇怪,为什么我们吹出来的肥皂泡总是圆球状的呀?
那是因为肥皂水有比水更强的表面张力呀!
你怎么知道它有张力?
一起来做个实验吧!
肥皂水的力量
1.准备一瓶肥皂水,一根20厘米长的细铁丝,一根10厘米长的细绳。
2.将细铁丝绕成圆环状,留一柄。
3.在铁丝环中间用细线随意绕个圈。
4.将铁丝环蘸肥皂水做成膜。
5.用手点破细线圈中的肥皂水薄膜。
怎么样?原来不规则的线圈现在变成圆圆的圈了吧?这就是线圈外围的肥皂水膜的张力将线圈拉成了圆形。
揭秘肥皂泡:
自来水中水分子之间的吸引力很强,吹气形成的水泡薄膜在这么强大的力量下很快破裂,在空气中很难形成泡泡。加入肥皂后,其中的高级脂肪酸钠盐使水分子分散开,使水分子之间的吸引力减弱,吹入空气就很容易形成肥皂泡。
那肥皂泡为什么是圆圆的,而不是其他形状呢?因为泡泡表面的肥皂水分子之间的表面张力会向各个方向均匀地拉紧泡泡,使泡泡内部压力比较均衡地向周边加压,将内部空气压得不能再小为止,也就是使其表面积达到最小。而在所有相同体积的物体中,球体表面积最小,所以,肥皂泡就变得滚圆滚圆的了。
想一想:能不能使吹出来的泡泡变成异形呢?比如用剪刀柄吹出来的泡泡会是什么样子呢?
吹大泡泡的小秘诀
在肥皂水里加少许淀粉、糖浆、蛋白、汽水等,搅拌均匀,试试,说不准能吹出一个能把你装进去的大泡泡呢!如果希望肥皂泡不易破裂,可以将碎肥皂溶化在一杯热水中,再加一小勺糖和三分之一杯甘油。
豆子,我想把泡泡吹得大一点,刚才错把醋当糖浆加进去了,现在怎么吹不出泡泡来了呀?
肥皂水里加醋后,其中的高级脂肪酸钠盐就被醋分解了,世界肥皂水的表面张力随之减弱,所以就无法吹出泡泡啦。
树干为什么是圆的?
豆子,快看我吹的大泡泡……哎哟!痛死了,可恶的树!
哈哈哈!我被大树撞了一下腰……哈哈哈……
咦?这树干为什么也是圆的?难道是为了装更多养料?
有道理!再想想,还会不会有其他原因?咱们先来做个小实验!
小实验:看看谁的力气大
分别用等面积的同一种材料做成等高的截面为三角形、四边形、圆形的纸筒来支撑重物,看谁能撑起更多东西?
友情提醒:直接选用同样大小的A4打印纸,或过期的挂历纸,将两对边用透明胶粘贴在一起,圆形纸筒就做好了,若将圆形纸筒折出三条边或四条边,三角形纸筒和四边形纸筒就做好了。
比一比
1.看看用等面积的材料做成的三个纸筒,谁的底面积和体积最大?
2.往三个纸筒上同时加放一本同样大小和页码的书(如《课堂内外》),然后加第2本,再加第3本……直到纸筒被压倒,看哪一纸筒的力气最大?
哇!圆形纸筒果然是最棒的!真有意思!
还有呢,咱俩再进行一次吸水比赛吧!
小实验:吸水比赛
我们一人一瓶同样多的饮料,给你一根方形吸管,我一根圆形吸管。我叫比赛开始,我们就一起吸,看谁先把饮料吸完。OK,比赛开始!
哈哈,我赢了!知道为什么吗?你看看,我用的是圆形吸管,而你用的是方形吸管,秘密就在这里!同学们不信,也可以和爸爸妈妈一起比赛一下哦!
哦!我明白了,这就是大多数树干长成圆形的又一个原因吧!
精灵豆揭秘:
树干要选择圆形,是因为:
理由1:周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都要大。因此圆形树干、树枝中可以分布比其他形状多得多的导管和筛管,这样,圆形树干输送水分和养料的效率就更高,更有利于树木生长。
理由2:相同体积的物体,圆柱的表面积最小,这就使树木的树皮面积最小,节约了生长消耗的水分和养分。
理由3:圆柱形的树干对防止外来伤害很有好处。它没有棱角,就不容易被动物啃掉或被其他物体摩擦碰伤。大风吹来,风沙和小石子等杂物也不容易伤害树木。
举一反三
山东 赵晓晨:
难怪水管、煤气管道等也都设计成圆柱形,既省料,又能装更多东西,而且输送也最快。饮料瓶、饭碗等做成圆柱形或圆形的也是这个原因吧!
知识链接:
不过,在自然界里,居然也存在方形植物,如我国就有方形竹子,称为方竹。在我国浙江和美洲巴拿马地区还新发现了奇特的方树,这种树不仅树身是正方形的,连年轮也是正方形的。
考考你
为什么大多数果实也是圆的?请结合植物种子的传播,以及果实生长及自我保护等方面进行思考,并查阅相关资料。
车轮为什么圆圆的?
哎哟,精灵豆,你不能慢一点吗?你的、自行车轮压到我的脚了!
这不能怪我,我早刹车了,可圆圆的车轮还往前滚,没办法!
唉,也是,车轮为什么不设计成其他形状呢?
耶,你脑子够异形呀!咱们还是先来画圆吧,看谁画得更圆。
瞧,我画得够圆吧?咦,你怎么套着绳子的一端旋转着画呀?
就是因为我固定了这个点,然后用一段绳子套住笔旋转着画圆,所以我画的圆更圆!
这不正与圆规画圆一样的原理吗?
完全正确。你用尺子量一量,从中间固定的那一点(也就是圆心)到圆边上的任何一点的距离都是相等的,这个距离,就叫半径。这就是圆的重要性质。
那我就知道车轮做成圆形的秘密了!
小cool龙揭秘
车轮做成圆形的理由:
理由1:如果把车轮做成圆形,车轴安装在圆心上,当车轮在地面滚动时,车轴离开地面的距离,就总是等于车轮半径。因此安装在车轴上的车厢,车厢里坐的人,都将平稳地被车子拉着走。假如车轮破了,已经不成圆形了,轮缘上高一块低一块的,那从轮缘到轮子圆心的距离就不相等了,这种车子走起来,一定会把你的头颠昏。
理由2:直接滑动产生的是滑动摩擦力,滚动产生的是滚动摩擦力。而滚动摩 擦力比滑动摩擦力小。所以,车轮做成圆形在地上滚动更省力。
豆子,在词典下面垫上铅笔要省力得多呀!
是呀,这就是车轮做成圆形的另一个原因——
动动手
怎样更省力
1.准备一本词典,一根1米长的细线,一只弹簧秤,3支圆形铅笔。
2.用细线将词典绑起来,然后用弹簧秤钩住细线,拖着词典在桌面上均匀地移动,看一看拖动词典你用了多少力。
3.然后在词典下垫上3支圆形铅笔,同样拖动词典,看一看弹簧秤,这次你又用了多少力。
考考你
街道上的大多数井盖是圆形的,为什么要设计成圆形呢?
地球也是圆圆的
谁最早提出地球是圆的?
地球是球体这一概念早在公元前五六世纪的古希腊哲学家毕达哥拉斯就已经提出。但这仅仅是因为他认为圆球在所有几何形体中最完美,而主观认为的,并没有任何客观事实证明。
怎样证明地球是圆的
如果是你,会采取什么样的方式证明地球是球体?
广西 快乐女孩:看一看宇航员们从太空拍摄的地球照片,不都是圆球形的吗?
河南 尚梦祥:站在海边,遥望远处驶来的船只,总是先看到桅杆,再看见船身,而目送离岸的船总是船身先消失,桅杆后消失。
重庆 谭敬元:观察月食,在月食发生时,月面出现的地影是圆形的,就可以证明地球是球体。
想一想:你还有什么样的方法可以证明地球是圆的?
关于地球
公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离,第一次算出地球的周长。公元726年我国唐代天文学家一行主持了全国天文大地测量,利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。1622年葡萄牙航海家麦哲伦领导的环球航行证明了地球确实是球形的。17世纪末,牛顿研究了地球自转对地球形态的影响,认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭球体。1733年巴黎天文台派出两个考察队,分别前往南纬2°的秘鲁和北纬66°的拉普林进行大地测量,结果证明了牛顿的推测。20世纪50年代,人造卫星上天,为大地测量添加了新的手段。现已精确地测出地球相关数据。
地球小档案
平均赤道半径:6 378.14千米
极半径:6 356.76千米
赤道周长:40075千米
子午线周长:39941千米(北极地区约高出18.9米,南极地区低下去24.3米)
测一测
判断正误。(对的划“√”,错的划“×”。)
1.画圆时,圆规两脚间的距离是直径的长度。( )
2.两端都在圆上的线段,叫做直径。( )
3.圆心到圆上任意一点的距离都相等。( )
4.半径2厘米的圆比直径3厘米的圆小。( )
——笛卡儿
肥皂泡为什么是圆的?
笨龙,东张西望的,在看什么呀?
你看,满大街都是圆——圆圆的气球,圆圆的钟面、圆圆的车轮、圆圆的呼啦圈、圆圆的碗口……
唉哟喂,你练紧箍咒呀?这个世界上,圆自然是最多的了!瞧,连我吹的气球也是圆的!
气球不是你吹圆的,那是工人叔叔做成圆形的。这个你蒙不了我!
那肥皂泡总是我吹圆的吧?
嗯,奇怪,为什么我们吹出来的肥皂泡总是圆球状的呀?
那是因为肥皂水有比水更强的表面张力呀!
你怎么知道它有张力?
一起来做个实验吧!
肥皂水的力量
1.准备一瓶肥皂水,一根20厘米长的细铁丝,一根10厘米长的细绳。
2.将细铁丝绕成圆环状,留一柄。
3.在铁丝环中间用细线随意绕个圈。
4.将铁丝环蘸肥皂水做成膜。
5.用手点破细线圈中的肥皂水薄膜。
怎么样?原来不规则的线圈现在变成圆圆的圈了吧?这就是线圈外围的肥皂水膜的张力将线圈拉成了圆形。
揭秘肥皂泡:
自来水中水分子之间的吸引力很强,吹气形成的水泡薄膜在这么强大的力量下很快破裂,在空气中很难形成泡泡。加入肥皂后,其中的高级脂肪酸钠盐使水分子分散开,使水分子之间的吸引力减弱,吹入空气就很容易形成肥皂泡。
那肥皂泡为什么是圆圆的,而不是其他形状呢?因为泡泡表面的肥皂水分子之间的表面张力会向各个方向均匀地拉紧泡泡,使泡泡内部压力比较均衡地向周边加压,将内部空气压得不能再小为止,也就是使其表面积达到最小。而在所有相同体积的物体中,球体表面积最小,所以,肥皂泡就变得滚圆滚圆的了。
想一想:能不能使吹出来的泡泡变成异形呢?比如用剪刀柄吹出来的泡泡会是什么样子呢?
吹大泡泡的小秘诀
在肥皂水里加少许淀粉、糖浆、蛋白、汽水等,搅拌均匀,试试,说不准能吹出一个能把你装进去的大泡泡呢!如果希望肥皂泡不易破裂,可以将碎肥皂溶化在一杯热水中,再加一小勺糖和三分之一杯甘油。
豆子,我想把泡泡吹得大一点,刚才错把醋当糖浆加进去了,现在怎么吹不出泡泡来了呀?
肥皂水里加醋后,其中的高级脂肪酸钠盐就被醋分解了,世界肥皂水的表面张力随之减弱,所以就无法吹出泡泡啦。
树干为什么是圆的?
豆子,快看我吹的大泡泡……哎哟!痛死了,可恶的树!
哈哈哈!我被大树撞了一下腰……哈哈哈……
咦?这树干为什么也是圆的?难道是为了装更多养料?
有道理!再想想,还会不会有其他原因?咱们先来做个小实验!
小实验:看看谁的力气大
分别用等面积的同一种材料做成等高的截面为三角形、四边形、圆形的纸筒来支撑重物,看谁能撑起更多东西?
友情提醒:直接选用同样大小的A4打印纸,或过期的挂历纸,将两对边用透明胶粘贴在一起,圆形纸筒就做好了,若将圆形纸筒折出三条边或四条边,三角形纸筒和四边形纸筒就做好了。
比一比
1.看看用等面积的材料做成的三个纸筒,谁的底面积和体积最大?
2.往三个纸筒上同时加放一本同样大小和页码的书(如《课堂内外》),然后加第2本,再加第3本……直到纸筒被压倒,看哪一纸筒的力气最大?
哇!圆形纸筒果然是最棒的!真有意思!
还有呢,咱俩再进行一次吸水比赛吧!
小实验:吸水比赛
我们一人一瓶同样多的饮料,给你一根方形吸管,我一根圆形吸管。我叫比赛开始,我们就一起吸,看谁先把饮料吸完。OK,比赛开始!
哈哈,我赢了!知道为什么吗?你看看,我用的是圆形吸管,而你用的是方形吸管,秘密就在这里!同学们不信,也可以和爸爸妈妈一起比赛一下哦!
哦!我明白了,这就是大多数树干长成圆形的又一个原因吧!
精灵豆揭秘:
树干要选择圆形,是因为:
理由1:周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都要大。因此圆形树干、树枝中可以分布比其他形状多得多的导管和筛管,这样,圆形树干输送水分和养料的效率就更高,更有利于树木生长。
理由2:相同体积的物体,圆柱的表面积最小,这就使树木的树皮面积最小,节约了生长消耗的水分和养分。
理由3:圆柱形的树干对防止外来伤害很有好处。它没有棱角,就不容易被动物啃掉或被其他物体摩擦碰伤。大风吹来,风沙和小石子等杂物也不容易伤害树木。
举一反三
山东 赵晓晨:
难怪水管、煤气管道等也都设计成圆柱形,既省料,又能装更多东西,而且输送也最快。饮料瓶、饭碗等做成圆柱形或圆形的也是这个原因吧!
知识链接:
不过,在自然界里,居然也存在方形植物,如我国就有方形竹子,称为方竹。在我国浙江和美洲巴拿马地区还新发现了奇特的方树,这种树不仅树身是正方形的,连年轮也是正方形的。
考考你
为什么大多数果实也是圆的?请结合植物种子的传播,以及果实生长及自我保护等方面进行思考,并查阅相关资料。
车轮为什么圆圆的?
哎哟,精灵豆,你不能慢一点吗?你的、自行车轮压到我的脚了!
这不能怪我,我早刹车了,可圆圆的车轮还往前滚,没办法!
唉,也是,车轮为什么不设计成其他形状呢?
耶,你脑子够异形呀!咱们还是先来画圆吧,看谁画得更圆。
瞧,我画得够圆吧?咦,你怎么套着绳子的一端旋转着画呀?
就是因为我固定了这个点,然后用一段绳子套住笔旋转着画圆,所以我画的圆更圆!
这不正与圆规画圆一样的原理吗?
完全正确。你用尺子量一量,从中间固定的那一点(也就是圆心)到圆边上的任何一点的距离都是相等的,这个距离,就叫半径。这就是圆的重要性质。
那我就知道车轮做成圆形的秘密了!
小cool龙揭秘
车轮做成圆形的理由:
理由1:如果把车轮做成圆形,车轴安装在圆心上,当车轮在地面滚动时,车轴离开地面的距离,就总是等于车轮半径。因此安装在车轴上的车厢,车厢里坐的人,都将平稳地被车子拉着走。假如车轮破了,已经不成圆形了,轮缘上高一块低一块的,那从轮缘到轮子圆心的距离就不相等了,这种车子走起来,一定会把你的头颠昏。
理由2:直接滑动产生的是滑动摩擦力,滚动产生的是滚动摩擦力。而滚动摩 擦力比滑动摩擦力小。所以,车轮做成圆形在地上滚动更省力。
豆子,在词典下面垫上铅笔要省力得多呀!
是呀,这就是车轮做成圆形的另一个原因——
动动手
怎样更省力
1.准备一本词典,一根1米长的细线,一只弹簧秤,3支圆形铅笔。
2.用细线将词典绑起来,然后用弹簧秤钩住细线,拖着词典在桌面上均匀地移动,看一看拖动词典你用了多少力。
3.然后在词典下垫上3支圆形铅笔,同样拖动词典,看一看弹簧秤,这次你又用了多少力。
考考你
街道上的大多数井盖是圆形的,为什么要设计成圆形呢?
地球也是圆圆的
谁最早提出地球是圆的?
地球是球体这一概念早在公元前五六世纪的古希腊哲学家毕达哥拉斯就已经提出。但这仅仅是因为他认为圆球在所有几何形体中最完美,而主观认为的,并没有任何客观事实证明。
怎样证明地球是圆的
如果是你,会采取什么样的方式证明地球是球体?
广西 快乐女孩:看一看宇航员们从太空拍摄的地球照片,不都是圆球形的吗?
河南 尚梦祥:站在海边,遥望远处驶来的船只,总是先看到桅杆,再看见船身,而目送离岸的船总是船身先消失,桅杆后消失。
重庆 谭敬元:观察月食,在月食发生时,月面出现的地影是圆形的,就可以证明地球是球体。
想一想:你还有什么样的方法可以证明地球是圆的?
关于地球
公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离,第一次算出地球的周长。公元726年我国唐代天文学家一行主持了全国天文大地测量,利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。1622年葡萄牙航海家麦哲伦领导的环球航行证明了地球确实是球形的。17世纪末,牛顿研究了地球自转对地球形态的影响,认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭球体。1733年巴黎天文台派出两个考察队,分别前往南纬2°的秘鲁和北纬66°的拉普林进行大地测量,结果证明了牛顿的推测。20世纪50年代,人造卫星上天,为大地测量添加了新的手段。现已精确地测出地球相关数据。
地球小档案
平均赤道半径:6 378.14千米
极半径:6 356.76千米
赤道周长:40075千米
子午线周长:39941千米(北极地区约高出18.9米,南极地区低下去24.3米)
测一测
判断正误。(对的划“√”,错的划“×”。)
1.画圆时,圆规两脚间的距离是直径的长度。( )
2.两端都在圆上的线段,叫做直径。( )
3.圆心到圆上任意一点的距离都相等。( )
4.半径2厘米的圆比直径3厘米的圆小。( )