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。
以上就是关于小学生科学小论文全部的内容,包括:小学生科学小论文、什么是圆柱形树干、树干为什么是圆的等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!