小学科学怎样制作指南针

小学科学怎样制作指南针,第1张

材料:钢针、磁铁、塑料碗、水、吹塑纸、笔 。

制作的过程:1、用手拿着磁铁的一端,用磁铁的磁极在钢针上沿一个方向摩擦20~30次。;

2、如果钢针能吸起大头针,说明钢针有了磁性;

3、把磁化的钢针插在吹塑纸上,放在水中,磁针一端指南,一端指北,在吹塑纸上写上东、南、西、北各个方向即可。

首先,让针带磁。方法是把针和磁铁放在一起(或用强磁按一定方向在针尖反复摩擦)。然后,找一块厚度一公分左右的泡沫板,(本人推荐泡沫板或纸)把针用透明胶粘在泡沫板上,(泡沫板在针的中间位置)一个简易的指南针就做好了。把这个指南针放在一个平静的水盆里,(针浮在水面上)针就会指向南方。

世界上最早的指南针是我国古代发明的“司南”,一个用天然磁石制成的勺子,放在光滑的铜镜面上旋转,当勺子自己停下来的时候,勺子柄就会指向南方(或北方)。这是因为地球上存在着地磁场,带有磁性的勺子因为与铜镜面的摩擦力非常小,所以在停止旋转的时候,就会在地磁场的作用力下停在指向南北方向的位置。

我们要重复自制指南针的实验,当然不能先做一个磁石的勺子,或者磨一面铜镜什么的,那样太困难了!我们可以充分利用家庭里现有的条件,自制一种简易的指南针。

需要用到的材料:1块纽扣电池大小的磁铁,2根小铁钉,1块光滑平整的桌面。

制作方法非常非常地简单,吧铁钉吸引在小磁铁的两端,就制成了一个小磁针。然后把磁针放在光滑平整的桌面上,用手拨动,你就会发现,这就是一个指南针啊!

在茫茫的大海里能判别方向,在千里沙漠中能走出死亡的禁区,在抬头不见天日的林海里找到出路,那就是寻找方向的最早仪器指南针—我国古代四大发明之一。今天,我就制作了一个指南针。做指南针分七步:

我准备好剪子、小刀、钳子、学具里的卡片、图钉、磁铁片、两根缝衣针和子母扣;第二,我用剪子把材料从卡片纸上小心翼翼地剪下来;第三,沿虚线和点划线分别切半刀和反切半刀;第四,我沿反切半刀线向内弯折90°,在小方块上涂胶水,把材料粘成一个小方盒;第五,我手拿缝衣针让针尖在磁铁的一面上沿同一方向摩擦,使针磁化,要注意,只能沿同一方向摩擦,不能来回摩擦;第六,有钳子把子母扣的子扣两侧分 别向下弯曲一个不大的弧度,把磁化好的两枚针分别穿入子扣的四个孔内,整个放到反放在桌面的图钉尖上,调整两枚针在子扣的位置,直到针的两端平衡并能在图钉尖上自由旋转为止;第七,把指南针组装粘好。

这样,一个指南针就做好了!通过作实验,我既能丰富我的课余时间,而且还可以增长我的动手能力,这不是一举两得吗?

这是一篇叙事文章,作者讲述了制作指南针的经过。作者行文过程中,虽然能够将制作过程详细描述出来,但语言过于平淡,使人读起来有一种乏味感。文章结尾处作者能够升华主题,从实验有所感悟,值得肯定。

目前传统的观点认为指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子像一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。当时的著作《韩非子》中就有:“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。“但有学者认为"朝夕"除了东西方向外,还可解释为早晚朝见或君王早晚听政。《小雅·雨无正》:“邦君诸侯,莫肯朝夕。”郑玄笺:“王流在外,三公及诸随王而行者,皆无君臣之礼,不肯晨夜朝暮省王也。”又如《周礼·夏官·道仆》:“掌驭象路以朝夕。”陆德明释文:“朝夕,直遥反。”孙诒让正义:“注云‘朝夕,朝朝莫夕’者,《乡饮酒义》云:‘朝不废朝,莫不废夕。’注云:‘朝夕,朝莫听事也。’”所以“端朝夕”就是端正或稳定朝纲,而不是定方向,此处司南解释成法律更合理[2] 。

春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有55度至65度的天然磁石制成司南。据载墨子是很有成就的科学家,在力学、声学、光学、磁学等方面都很有研究,制作发明的有听瓮、中燧、司南,还有汲水器、投石器、望远器、集箭器等,其中的司南应该属于我国或者世界最早的指南针。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱,而且它与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。

目前的司南模型是由我国著名科技史学家王振铎根据根据《论衡》中的记载,考证并复原的。司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘中心圆面上,静止时,勺尾指向为南。

但司南是磁性指南工具的一观点一直受到学术界的质疑。首先,在《论衡》中,并未指出司南是磁勺子,而且,在刚认识到磁石吸铁的同时就发现其指极性不符合认识的规律,另外要把磁石加工成能指南的磁勺,要有意识地‘顺其南北极向’磨镂。在十一世纪指南针发明以前,古文献中从未有过磁石两极以及它的指极性的记述。50年代钱临照院士曾受郭沫若之托试图以天然磁石制做勺形司南,但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。而王振铎先生的复原物为钨钢在人工电磁场中磁化,这在两千多年前是无法办到的。现在北京的中国历史博物馆已不再展出司南的模型。东北师大教授刘秉正于1956年就对司南的磁勺说提出质疑[3] ,80年代后又通过用天然磁石指极性实验以及考据指出《论衡》以及《瓢赋》中的司南是天上的北斗, 而其它的文献中的司南或是指南车如《鬼谷子》,可能是行事的准则,也有可能指官职如《韩非子》[4] 。其他也有一些学者如中国科技大学教授李志超认为司南是磁石放在瓢中,杭州大学教授王锦光提出司南是磁勺子放到水银池中(《论衡》中的地为“池”)[5] 。2005年中国国家博物馆研究员孙机根据前北平历史博物馆旧藏残宋本《论衡》认定“司南之杓”杓字实为酌,那么看来“其柢指南”之柢也非指勺柄,司南是机械齿轮装置的指南车。但这些质疑还没有被科技史学界所普遍接受。根据最新的文献考证表明,司南是北斗的别称,同时司南的其他用法也都与北斗有关[2] 。此文通过对北魏·温子升《定国寺碑》、梁·吴均《酬萧新浦王洗马诗二首》等唐以前文献的分析,认为这些文献中司南只能解释成北斗,而《论衡》,《瓢赋》中的司南也应是北斗。而元稹《加裴度幽镇两道招抚使制》中的司南应是官职,宋·释正觉《颂古》:“妙握司南造化柄,水云器具在甄陶。”中的司南应是权力,唐·宋暠《獬廌赋》中“守法者仰之以司南,疾恶者投之於有北。”的司南是法律,这些词意都来源于北斗。另外《韩非子·有度》中的司南也应解释成法律,其中的“朝夕”不是方向,而是早晚朝见或君王早晚听政。其他司南引申为定时间(杜甫《咏鸡》中的司南)、指德高望重的人、以及指导准则等意也来源于北斗。此文认为目前司南是磁性指南工具的论据还远不充分。此外,作者根据唐·戴叔伦《赠徐山人》中“针自指南天窅窅,星犹拱北夜漫漫。”提出中国可能在八世纪发明指南针。

另外人们常把指南车当成磁性指南工具,实际上指南车是应用机械原理进行指南的。这在学术文献中也经常被混淆。如认为《鬼谷子》中的司南是磁性指南工具。实际上历代引《鬼谷子》中的司南从前后文看都是说指南车。如《宋书·礼志》,唐·李善注《文选》中左思吴都赋,《太平御览·车部四》等。这是在阅读文献是应该注意的。

制作方法:

1先指导孩子把缝衣针在磁铁的一头(一极),朝同一方向连续磨几次。帮助孩子用尖嘴钳把揿钮的凸面压弯,成拱形,使揿钮上的两个小孔基本成一条直线。然后让孩子把在磁铁上磨过的有磁性的针,穿过相对的两个小孔,注意针的两端平衡。

2再用大头针穿过软木塞的中心,使大头针大头在下,尖头在上,把它作为底座。把上面穿有磁针的揿钮的凸头套盖在大头针的顶端,这时指针转动,然后稳定地指着南北两极,根据太阳和家庭房屋的方向,指导孩子区分南、北方向,这样简易的指南针就制成了。

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