运动力与能量(第3版美国初中主流理科教材)/科学探索者

基本信息

内容提要：

《科学探索者》是一套多卷书，内容涵盖生命、\地球和物质科学。它绝不仅仅是又一套可有可无的科\学图书！《科学探索者》通过多种方法——文字、图\片、动手活动和启发性的评估活动——采培养探究技\能。这些方法加在一起，可帮助学生开始像科学家一\样思考，并开始理解很多错综复杂的科学现象。本书\是其中分册《运动力与能量》。
     《运动力与能量》中有对核心概念的探究、令人\兴奋的最新科学内容、赏心悦目的文字和图片以及丰\富多彩的动手活动，书中的一切都会激发学生的想象\力和求知欲。本书由帕迪利亚主编。
    

精 彩 页：

起初，你犹豫不决，但是最终还是伸出了你的\手。水族馆的讲解员小心地将海星放到你的手掌\中。这时，你会感到有东西在你的皮肤上移动。海\星的腹部有很多犹如吸盘一样的微小的“脚”，当\它们接触到你的皮肤时，你会感到有点痒。水族馆\的讲解员解释说，海星的体内有一个维管系统，管\内充满了水。当水在管内来回流动时，就会产生使\海星移动的流体压强。同样，海星也利用此系统获\取食物。
     流体压强的传递\ 如果你做过探索活动中的实验，你或许会惊奇地\发\现，海星的维管系统就像是被你用拇指挤压的未打开\的\瓶子。回想一下，当你挤压密闭的容器时，它内部的\流\体压强就会增大。改变密闭容器上任何一个位置的流\体\压强，压强就会在整个容器中发生传递。在17世纪，\法\国数学家和物理学家布莱士·帕斯卡发现了一个定律\，\可以用来解释压强是如何在流体中传递的。后人为纪\念\帕斯卡，用他的名字命名了压强的单位。
     什么是帕斯卡定律 你已经学到，流体会对任何\与之接触的物体表面施加压强。例如，在图3-14中，\瓶\子里的水对瓶子的内壁、上下及四周都有压强。当你\用\手挤压密闭的瓶子时，会出现什么情况呢？你知道，\此\时水已经没有地方可以流动了，它们只有进一步挤压\瓶\子的内壁。于是，瓶子内各处的压强就会相应增大。
    图\3-14中，右边瓶子中箭头变长，表示瓶子中水的压强\正\在增大。
     帕斯卡发现，在一密闭的流体内部，压强是均匀\增加的。当外力作用在密闭的流体上时，流体的各部\分所受的压强将发生相同的改变，这就是帕斯卡定律\(Pascal's principle)。
     帕斯卡定律的应用 从图3-15中你可以了解帕\斯卡定律的具体应用，它展示了一个液压装置的模型\。
    此液压装置是通过对密闭容器中的流体施加压力来工\作的。该装置由两个活塞组成，两个活塞各处于U型\管\的两端。其中有一个活塞类似于能在管中上下活动的\软木塞。
     假如你在系统A中注满水，然后将左边的活塞向\下\压。流体中增加的压强将会传递到右边的活塞上去。
    根据帕斯卡定律，左右两个活塞受到的压强相同。由\于两个活塞的面积相同，它们所受的力也相等。
     再看系统B。右边活塞的面积要比左边的大，假\设\较小的活塞的面积是1厘米，较大的活塞的面积为9\厘米，右边活塞的面积是左边的9倍。要是你向下压\左边的活塞，同等大小的压强就被传递到右边的活\塞上去。右边的活塞受到的力将是施加于左边活塞\的力的9倍。通过改变活塞的横截面积，你可以随意\放大这个力。
     液压系统\ 液压系统能够通过液压装置来实现各种功能。液\压系统(hydraulic system)利用密闭的液体来传递\压\强。液压系统往往把一个力施加于一个较小的表面\上，因此获得的压强通过其中的液体传送到密闭流体\另一端的一个较大的表面上，最终实现放大这个力的\目的。你也许看到过许多工作中的液压系统，包括\“液压千斤顶”和汽车的刹车系统。由于它们都是利\用流体来传递压强，所以液压系统中很少会有运动构\件发生阻塞、断裂、损坏等情况。
     “液压千斤顶” 液压千斤顶常被用来将汽车\抬离地面，这样机械师修车的时候就会感到很轻松。
    你也许会惊奇地发现，消防车上笨重的云梯也是利用\液压系统升到起火大楼上面的窗户边的。另外，许多\重型建筑设备也是利用液压系统来工作的，例如，装\卸车、反铲装载机、扫雪机以及起重机等等。下次当\你看到工作中的施工车辆时，你是否能观察到正在工\作的液压活塞？P90-93\

作者简介：

\ Michael Padilla is a leader in middle school science education. He has served as an editor and elected officer for the National Science Teachers Association. He has been principal investigator of several National Science Foundation and Eisenhower grants and served as a writer of the National Science Education Standards.\\ As lead author of Science Explorer, Mike has inspired the team in developing a program that meets the needs of middle grades students, promotes science inquiry, and is aligned with the National Science Education Standards.

目录：

科学事业理解大自然的设计
第1章 运动
第1节 运动的描述与测量
第2节 与地球科学的综合地球上的缓慢运动
第3节 加速度
第2章 力
第1节 力的性质
第2节 摩擦力与引力
第3节 牛顿第一定律和牛顿第二定律
第4节 牛顿第三定律
第5节 与太空科学的综合火箭与卫星
第3章 流体力学
第1节 压强
第2节 漂浮与下沉
第3节 帕斯卡定律
第4节 技术与设计伯努利定律
第4章 功和机械
第1节 什么是功
第2节 与数学的综合机械怎样做功
第3节 简单机械
第5章 能量
第1节 什么是能量
第2节 能量的形式
第3节 能量转化与守恒
第4节 与地球科学的综合能量与化石燃料
第6章 热能与热量
第1节 温度、热能与热量
第2节 热传递
第3节 与化学的综合热能与物态
第4节 热量的利用
跨学科探索
桥——从藤蔓到钢铁
参考资料
技能手册
像科学家那样思考
科学测量
科学探究
技术设计
绘制图表
数学工具
阅读理解
附录 实验室安全守则
致谢