80分:小学科学实验题

当一滴雨落在闪亮的铁表面时，它会在短时间内保持干净。然而没过多久，水中的铁和氧开始结合形成氧化铁，也就是铁锈。水滴会变红，铁锈会悬浮在水中。当水滴蒸发后，铁锈会留在表面，形成一层淡红色的铁锈层。

铁锈一旦形成，即使在干燥的空气中也会扩散。这是因为粗糙的铁锈容易凝结空气中的水蒸气，水蒸气吸收水蒸气并储存起来，这就是为什么防止铁生锈要比防止铁锈扩大容易得多。

由于钢铁制品往往需要长期存放，防止生锈成为一个重要的问题。有时，人们不得不在这些物品上油漆或贴上塑料薄膜，以防止它们生锈。但是，如果必须让退役军舰内部不生锈，该怎么办？一些国家的相关部门已经用除湿机解决了这个问题。确切的说，这些机器可以把舱内的湿空气排掉，换成干燥的空气，这样铁就不会生锈了。

普通钢材在潮湿的空气中逐渐变色，表面生成一种红褐色的物质。这种现象被称为钢的生锈。其本质是铁与空气中的氧气和水蒸气反应生成铁的各种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂，通常用Fe2O3 xH2O简单表示。铁锈是一种易碎多孔的物质，无法保护内层的铁不受腐蚀，所以时间一长，钢铁制品就可能锈成一堆无用的废品。特别严重的是，钢在含有酸性气体和氯气的水蒸气中，或者与电解质溶液接触时，很快就会生锈。据统计，世界上每一个国家都有数千万吨的钢铁变成铁锈，钢铁产品被破坏造成的停产减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康甚至严重事故等损失是无法估量的。因此，钢铁的防锈具有重要的经济和社会意义。

其实钢的主要腐蚀是电化学腐蚀。

在潮湿的空气中，钢的表面由于吸附作用覆盖着一层极薄的水膜，水被弱电离产生少量的H+和OH-。同时，由于空气中CO2的溶解，水中H+增加。

H2O+CO2H2CO3H++HCO3-

这样在表面形成一层电解质溶液的薄膜，与钢中的铁和杂质或碳形成无数微小的原电池。其中铁是负电极，碳是正电极，并且发生原电池反应:

(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H++2e=2H

2H=H2

随着H+浓度的降低，水的电离平衡右移，OH-浓度逐渐升高，使OH-与Fe2+结合生成Fe(OH)2。

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓使钢铁表面产生锈蚀。在上述腐蚀过程中释放出氢气，称为析氢腐蚀。

析氢腐蚀发生在强酸性介质中。如果在钢铁表面形成的电解质膜呈弱酸性或中性，铁在负极仍被氧化成Fe2+，在正极的主要反应是氧气溶解在水膜中得到的电子被还原:(-)Fe-2e = Fe2+(+)2H2O+O2+4e = 4OH——空气中氧气的溶解促进了钢铁的这种腐蚀。钢铁等金属的实际腐蚀主要是这种吸氧腐蚀。

中药锈:

铁锈的功能介绍:

铁锈(本草纲目)

异名铁衣(普济方)和铁线粉(养生经验集)。

来源是暴露在空气中的铁氧化产生的红棕色锈层。

炮制《日华子本草》:煅后，飞，去粗红汁，晒干。

性味1《本草经》:味硬，气寒。

②“本冯静元”:辛、寒、无毒。

回归本草经典:从太阴肺、足阳明胃经入手。

适应症——铁锈的功效是清热解毒，宁心平肝。

治疗疮肿、口疮、舌重、疥疮、烫伤、毒虫螫伤、癫痫。

①《本草纲目》:治疥疮疥疮，涂油。

蜘蛛、昆虫等。将大蒜咬碎。

②《日华子本草》:治癫痫，宁心安神，安五脏。

会让太阳穴变黑。

③桃花:锈水、药性重，降暑开结最佳。

④《纲要》:平肝降热，消疮消肿，口舌生疮。

醋磨蜈蚣咬。

⑤本草:消疖、消恶疮、祛风癣、散脚气。

加友方治疗伤寒胸痹，水磨成承气汤服用。

4《经典遇上原著》:女方产后不收阴，以冰片服之。

蝾螈，蜈蚣咬，大蒜。

⑦药林简编:调心安神，解毒清热。

烂铁披红衣画疮。

用法与用量:外用:撒粉或涂抹，内服:粉末加水混合。

方案①疖子的处理方法:在墙壁或泥土里钉上多年的锈，洗净，灰火煅，醋淬，等凉了，用刀刮锈，火煅，醋淬，前刮，反复烘，纱布丝裹。

当有人有这种综合征时，只要把疮捅开，挑药粉，不要当药膏服。

(《普济方》)2治疗疔疮:铁衣粉，以人乳和敷之。

(《普济方》)3治脚腿红肿，热如火，俗名赤风:锈水敷之，解之。

(《生肌方》)4舌肿严重的治疗:锈锁烧红，锈下，磨，调水吞。

(《笙笙编》)⑤汤火伤疮的治疗:竹子烧油，与锈同。

(《基德汤经验方》)6治风痒癖疹:锈碾水涂之。

(《湖畔集简方》)⑦治疗内热遗精:锈末，取一元于冷水中，分三次。

(《用心生活》)

著名专家论述《本草经》:锈，味硬，气寒。

恶性疥疮、疥疮是湿热所致；蜘蛛虫咬，毒气伤血，勤劳能除湿热，寒冷能除毒气，所以也是主。

还有一个秘法，就是把埋在露天的人，磨得很细。与蟾酥、脑、麝一起，将针扎入疖子至根部，再插药拔出疖子根。

除锈方法

加入适量盐酸除锈，为红色粉末状物质(Fe2O3)和氧化铁。

加入适量盐酸反应生成氯化铁和水。

反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

铁+二氯化铁=三氯化铁

(当盐酸过量时，应同时使用三个方程式。)

滑轮、动滑轮、天车和滑轮组。

可绕中心轴旋转的简易机器由可绕中心轴旋转的带槽圆盘和柔性缆绳(绳子、胶带、钢缆、链条等)组成。)跨越磁盘。滑轮是杠杆的变形，属于杠杆简单机械。在我国，早在战国时期，《莫箐》一书中就有关于滑轮的记载。中心轴固定的滑轮叫天车，是一种变形的等臂杠杆，不用费力就能改变力的方向。中心轴随重量移动的滑轮叫动滑轮，是一种变形的不等臂杠杆，不用改变力的方向就可以省一半的力。实践中，一定数量的动滑轮和定滑轮往往组合成各种滑轮组。滑轮组可以省力，改变力的方向。

工厂常用的差速器滑轮(俗称手拉葫芦)也是滑轮组的一种。滑轮组广泛应用于起重机、绞车、电梯等机械中。

有两种滑轮:天车和动滑轮，它们组合在一起形成一个滑轮组。

(1)天车

天车的特性

通过天车拉钩码不省力。不管有没有天车，弹簧秤的读数都是一样的。可见使用天车可以不费力的改变力的方向。很多时候，改变力的方向会给工作带来便利。

天车原理

天车本质上是一个等臂杠杆，功率L1和阻力L2臂都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件，也可以得出天车不省力的结论。

(2)移动滑轮

动滑轮本质上是一个力臂是阻力臂两倍的杠杆，省了1/2的力，多花了1倍的距离。

动滑轮的特性

用动滑轮可以省一半的力，浪费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码是由两根绳子吊着的，每根绳子只承受钩码重量的一半。虽然使用动滑轮节省了动力，但动力移动的距离大于钩码上升的距离，即距离浪费。

动滑轮原理

动滑轮本质上是一个杠杆，其力臂(L1)是阻力臂(L2)的两倍大。

(3)滑轮组

轮对:由天车跟随滑轮组成的滑轮组，可以省力，改变力的方向。

滑轮组用几段绳子把物体吊起来，吊起物体所用的力是总重量的几分之一。绳子的自由端绕过移动的滑轮，其实不然。

使用滑轮组虽然省力，但是要消耗距离，而且力量运动的距离大于重物。

滑轮组的用途:

为了节约能源和改变动力方向，天车和动滑轮可以组合成一个滑轮组。

省力尺寸

使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子把物体吊起来，吊起物体所用的力是物体重量的几分之一。

滑轮组的特点

用滑轮组做实验，很容易看出，滑轮组虽然省力，但是要消耗距离——动力移动的距离大于货物上升的距离。

工具

杠杆的本质

杠杆旋转所围绕的固定点叫做支点。

使杠杆转动的力叫做动力。

阻止杠杆转动的力叫做阻力。

当动力和阻力的旋转效应相互抵消时，杠杆就会处于平衡状态，这就是所谓的杠杆平衡。

当杠杆平衡时，它保持在水平位置，静止或以恒定速度旋转。

沿力的方向通过力的作用点的直线称为力的作用线。

支点O到动力F1作用线的垂直距离L1称为动力臂。

从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2称为阻力臂。

杠杆平衡条件

使用杠杆时，如果杠杆是静止的或者绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。

功率臂×功率=电阻臂×电阻，即L1F1=L2F2，可演化为F2/F1=L1/L2。

杠杆的平衡不仅与力和阻力有关，还与力的点和方向有关。

生活中的杠杆

杠杆是一种简单的机器；可以用一根结实的棍子(最好不弯曲，非常轻)作为杠杆。上图中，正方形代表重物，圆圈代表支撑点，箭头代表用途。你看到了吗？杠杆右侧向下杠杆为等臂杠杆；第二是重心在中间，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；第三是发力点在中间，力臂小于阻力，是费力的杠杆。

第一杠杆，如剪刀、钉锤、拔钉器...杠杆可能省力也可能省力，也可能既不省力也不省力。取决于力点与支点的距离:力点离支点越远越省力，离支点越近越费力；还要看关键点(阻力点)和支点的距离:关键点离支点越近越省力，越远越费力；如果关键点和受力点像天车和天平一样离支点很远，既不省力也不费力，只会改变力的方向。

第二个杠杆，如开瓶器、榨汁机、胡桃夹子...这个杠杆受力点肯定比关键点更靠近支点，所以总是比较省力。

如果我们分别用花剪刀(刀片短)和洋切割刀(刀片长)剪纸，花剪刀省力但费时；国外切割费力但省时。

1.切割硬物

切割硬物需要很大的力，说明阻力很大。使用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。

裁剪纸或布

纸或布等柔软的物体可以用较小的力切割，说明阻力小，同时为了加快切割速度，刀口要长一些。使用短力臂长阻力臂的剪刀。

修剪树枝

修剪树枝时，一方面树枝较硬，要求剪刀的动力臂较长，阻力臂较短；另一方面，为了加快修剪速度，剪得整齐，要求剪刃较长。使用动力臂较长、阻力臂较短、刀片较长的剪刀。

倾斜

斜面简介

一种简单的机器，可以用来克服垂直提升重物的困难。距离比和力比都取决于倾斜角。如果摩擦小，就可以实现高效率。f表示力，L表示斜面的长度，H表示斜面的高度，物体的重量是g..不考虑无用阻力，根据功的原理，得到W=Fs=Gh。

斜面:与水平面有向上倾斜角的平面。沿着垂直线向上举起一个物体是很费力的。如果把物体放在一个斜面上，沿着斜面向上推或拉就省力了。设一个重量为W的物体放在仰角为α的斜面AB上。当物体静止或匀速直线运动时，如果不考虑摩擦力，由静力平衡条件可知，重力W、沿斜面的拉力F和斜面的法向反作用力N形成一个闭合的力三角形F=Wsinα。由于f为输入力，w为输出力，则斜面的力学效益= w/f = 1/sinα = s/h .这就是斜率原理:输出力与输入力之比等于直角三角形ABC中斜边与同一直角边之比。因为s > h，斜面的机械效益大于1。盘山高速公路倾斜输送带和物料输送机是倾斜原理的具体应用。

斜面与平面的倾角越小，斜面越长，虽然省力，但距离长，机械效率低。

斜面与平面的倾角越大，斜面越短，费力，但节省距离，机械效率高。

斜面分类

从山顶到山脚的斜面叫斜面，也叫斜坡或山坡。在地图上明确斜坡的具体形状，对定向运动有一定的价值。根据其形状，斜面可分为:

(1)齐平斜坡。田野中坡度基本相同的斜坡称为均质斜坡，所有的斜坡都能被看穿。在地图上，从山顶到山脚的一组间隔基本相等的等高线表示为等斜率。

(2)凸斜面。地面缓坡，底部陡坡的斜坡叫凸坡，有些地段看不透。在地图上，从山顶到山脚，区间是一组上表面稀疏下表面密集的等高线，表现为凸坡。

(3)凹斜面。有陡坡和缓坡的坡叫凹坡，所有的坡都能看透。在地图上，从山顶到山脚，区间是一组上表面密集下表面稀疏的等高线，表现为凹斜面。

(4)波状斜面。田间有交叉变换、陡度不一、起伏不定的不规则斜面称为波状斜面，有些剖面看不透。在地图上，代表这个斜面的等高线间距不均匀，不规则。

斜面的应用

金字塔、楼梯、登机桥...

不知道钟摆是什么意思，就找了这么多。

我不能忍受被人指指点点。

祝你考试取得好成绩，好好努力！