小学生科学小论文

小论文：科学体验成长---《树干为什么是圆的》 在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的圆锥状树干有哪些好处为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。 在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。

只要你平常对周围的树木稍加注意，就会知道各类不同的树木，它们的树冠、叶子、果实的形状变化多端，几乎不可能找出它们的共同形状来。有时就是在同一种类中也有很大的变异。可是，当你把视线转移到树干和枝条上去时，马上就会发现：几乎所有树木的树干都是圆的。奇怪！树干为什么大都是圆柱形的，而不是别的形状呢？为什么形形色色的树木在这一点上能够“统一”起来呢？

让我们来看一看圆柱形的树干到底有哪些好处吧！

几何学告诉我们，圆的面积比其他任何形状的面积要大，因此，如果有同样数量的材料，希望做成容积最大的东西，显然，圆形是最合适的形状了。怪不得人们把用以输送煤气的煤气管，用以输送自来水的水管，都做成圆管状的，实际上这是对自然现象的一种仿造。

其次，圆柱形有最大的支持力。树木高大的树冠，它的重量全靠一根主干支持，有些丰产的果树结果时，树上还要挂上成百上千斤的果实，如果不是强有力的树干支持，哪能吃得消呢？

树木结果的年龄往往比较迟，有些果树，如核桃、银杏等常需要生长十多年，甚至几十年才开始结第一次果实。在这一段漫长的时间里，它们主要的任务首先是建造自己的躯体，这需要耗费大量的养分，如果不是采用消耗材料最省而功能最大的结构，就会造成浪费，使结果年龄推迟，树木本身繁衍后代的时间也拉长了，这对树木来说是不利的。

再说，圆柱形结构的树干对防止外来伤害也有许多好处。树干如果是正方形、或是长方形、或是圆以外的其他形状，那么，它们必定存在着棱角和平面。有棱角的存在是最容易被动物啃掉的，也极容易摩擦碰伤。果园中的果树，假如树干是四方的，可以想像它就容易被耕畜或其他机械损伤。我们知道，树木的皮层是树木输送营养物质的通道，皮层一旦中断，树木就要死亡。而四方茎干遇害的机会又这么多，岂不危险吗？好在树干是圆柱形的，就是机械碰伤或摩擦损伤了树皮，也只能是局部地方而已。

另外，树木是多年生植物，在它的一生中不免要遭到风暴的袭击，由于树干是圆柱形的，所以，不管任何方向吹来的大风，很容易沿着圆面的切线方向掠过，受影响的就仅一小部分了。你可以设想，如果树干是具有平面的任何其他形状，不用说，平面比之圆面上的一点受风力不是就大大增加了吗？这样，树就会被风刮歪，严重时还会使树倒毙呢！

一切生物都在进化的道路上前进着，它们驱体的特点总是朝着对环境最有适应性的方向发展。圆柱形树干可能也是对环境适应的结果。

植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。

仔细观察一下,我们会发现树木、树干都是近似圆柱形的。为什么呢科学家经过研究认为,这是它们长期适应自然环境的需要形成的,主要有三个原因:第一,圆柱形的树干具有最大的支持力。一棵大树,树冠非常庞大,其重量也可想而知。在孟加拉国有一种榕树,它的树冠可以覆盖1公顷左右的土地,约有一个半足球场那么大。树干长成圆柱形,承受的力量可以均匀分布,因而具有最大的支持力。第二,圆柱形的树干可以减少损伤。树干如果长成棱柱形,就会有棱角和平面,而棱角最容易碰伤,平面又容易产生摩擦,从而使树干受到损害。树干长成圆柱形,即使受到一点损伤也是局部的,这样对树干输送水分和营养的影响较小。第三,圆柱形树干可以防止风暴的袭击。不管大风从哪个方向吹来,接触圆柱面后,大风都会沿着圆弧切线的方向掠过,树干受损害的程度较小。若树干是棱柱形的,受到大风袭击所产生的损害就会大大增加,树木甚至会被刮倒、折断。@施琴

圆形的面积最大。树干中含有导管和筛管，分别输送给大树生长需要的水分和养分。几何学告诉我们， 在占有材料相同的情况下，圆形具有最大的面积。这时圆的面积比其他任何形状的面积都来得大，因此圆形树干、树枝中的导管和筛管的分布数量要比其他形状的多得多。这样，圆形树干输送水分和养料的能力就更大，更有利于树木的生长。如果有相同数量的材料希望做成容积最大的东西，当然圆形是最合适的了。比如自来水管、煤气管等之所以是圆形的，就是对这一自然现象的仿造。

圆柱形的支撑力最大。当树木长得又高又大，树木高大的树冠的重量就全靠一根主干支撑着，特别是硕果累累的果树，挂上成百上千的果实，必须有强有力的树干支撑，才能维持它的生存，所以树木自然就选择具有最大支撑力的圆柱形了~。

圆柱形能防止外来伤害。我们知道，树木的皮层是树木输送营养物质的通道，皮层一旦中断，树木就会死亡。树木是多年生的植物，它的一生难免要遭受很多外来的伤害，特别是自然灾害的袭击。如果树干是方形、扁形或有其他棱角的，更容易受到外界的冲击伤害。圆形的树干就不同了，狂风吹打时，不论风卷着尘砂杂物从哪个方向吹来，都容易沿着圆面的切线方向掠过，受影响的只是极少部分。

　我们知道，圆形是效率最高的一种形状，也就是说，在相同大小材料的情况下，圆面积是所有形状的面积中最大的。由于树干的主要作用之一是承上启下，为植物体各个部分输送水分和养料，

而圆形的树干恰恰可以利用最少的材料达到最大的输送效率。其实，不仅圆形的树干如此，我们生活中常见的圆形水管、煤气管等，也都是为了达到用材少、流量大的目的。圆柱形不仅有输送效率的优势，还有支持作用的优势。可以想象，植株的地面部分有硕大的树冠，如果到了秋天，上面还要结满累累的果实，需要特别强有力的树干支撑，才能保证树木屹立不倒，而圆柱形树干的优势就是具有强大的支撑力。

除此以外，树干呈圆柱形还会为植物体带来更大的安全和保护。我们知道，树木的营养物质是通过树皮内的皮层输送到躯体各部，如果皮层中断，必将导致树木死亡。我们常见的树木，通常是多年生乔木，在它们漫长的生命历程中，经常要遭受很多外来的伤害，特别是自然灾害的袭击。在严峻的自然环境中，如果树干呈方形、

三角形、扁形或带有棱角等形状，会更容易受到外界的冲击伤害。而圆形的树干则不同，狂风卷着尘沙杂物，无论从哪个方向来，都容易沿着圆面的切线方向掠过，大大减少了受伤害程度。

总而言之，世界上所有的生物为了生存，总是朝着对环境最有适应性的方面发展的，其形态特征往往是对自然环境适应的反映，圆柱形的树干也是如此。

世界上所有的生物为了生存，总是朝着对环境最有适应性的方面发展的，植物也是如此，植物的茎呈圆柱形（圆锥形）也是自身生长繁衍的需要。

几何角度去理解，周长相同时，圆的面积比其他任何形状都要大。相对所需的构建原料较少。因此圆形树干、树枝、植物茎中导管和筛管的分布数量要比其他形状的多的多，这样，圆形植物茎输送水分和养料的能力就要大，更有利于植物的生长。另外圆柱形的体积也比其他柱形的体积大，它具有很大的支撑力，当树枝上挂满果实时，它能强有力地支撑着树冠，使树干不至于弯曲。

植物茎的横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，植物茎各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，植物茎承受的阻力大小相似，植物茎不易受到破坏。

还有，植物的茎比较柔软，可以随风摇动，不容易折断。

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