三年級科學(xué)指南針【省一等獎】

指南針拜城縣第二小學(xué)楊志軍指南針的原理指南針也叫羅盤針，是我國古代創(chuàng)造的利用磁石指極性制成的指南儀器。因此，必須從磁石說起。地球是個大磁鐵，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。

指南針的歷史

古人利用磁石的特性來制成指南工具。最早出現(xiàn)的指南針叫司南,戰(zhàn)國時已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,樣子像一只勺,重心位于底部正中,底盤光滑,四周刻二十四向,使用時把長勺放在底盤上,用手輕撥,使它轉(zhuǎn)動,停下后長柄就指向南方。東漢王充記載了它的形狀和用法。?鬼谷子·謀篇?里還談到鄭國人到遠處去采玉,就帶了司南,以免迷失方向。但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品較低,磁性較弱。到了宋代,人們創(chuàng)造了人工磁化方法,制造了指南魚和指南針,而指南針更為簡便,更具實用價值。它是以天然磁石摩擦鋼針制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它裝置在方位盤上,就稱為羅盤。這是指南針開展史上的一大飛躍。司南戰(zhàn)國時期，人們利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，戰(zhàn)國時期的司南是什么樣子無法考證?，F(xiàn)在的模型是后人根據(jù)史書記載以及地下出土的漢代地盤實物制成。地盤是青銅做成的，內(nèi)圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的N極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，非常光滑。司南的使用方法使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉(zhuǎn)動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀時仍在使用。指南魚到了宋代，人們掌握了制造人工磁體的技術(shù)，又制造了指南魚。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長二寸，寬五分，魚的肚皮局部凹下去，使魚像船一樣能浮在水面上。再把魚和天然磁鐵放在一起，由于磁鐵的吸力，鋼片受磁感應(yīng)也具有磁性。這種人工傳磁方法制成的指南魚比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能區(qū)分方向了。經(jīng)過長期的改進，人們又把鋼針在天然磁鐵上磨擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針了?！镏改厢樆蛑副贬樀拿Q視其指針尖端之朝向而定。指針的尖端〔紅色那端〕朝向北方，稱為指北針；指針的尖端〔紅色那端〕朝向南方，稱為指南針。中國古代的指南針指南針指南魚司南勺柄指向南方指北針拿支磁鐵靠近指北針，會有什么現(xiàn)象？拿磁鐵靠近指北針……→指北針的指針紅色的那端會和磁鐵的S極吸在一起。

→指北針的指針另一端〔不是紅色的一端〕會和磁鐵的N極吸在一起?！@種情形和兩支磁鐵互相靠近時的情形很類似。

NS指北針的指針是“磁鐵〞制成的嗎？指北針的指針是用什么材質(zhì)制成的？→指針會受到吸引和排斥，所以應(yīng)該是小磁鐵制成的；指針不可能是鐵制的，因為鐵只會被磁鐵吸引，不會被排斥。磁鐵同極靠近時，會互相排斥；磁鐵假設(shè)是不同極靠近時，會互相吸引。指北針的指針靜止時，為什么總是朝向南北方向？→科學(xué)家認為地球本身好似是一個大磁鐵，具有磁性，簡稱地磁。只是地磁的N極位于地球的南方，地磁的S極位于地球的北方〔如右圖〕。由于不同磁鐵的N極和S極會互相吸引，所以，指北針指針紅色端〔N極〕靜止時，總是朝向地球北方〔地磁S極〕。指南車指南車是一種用來識別方向的儀器，傳說中指南車乃是由軒轅黃帝或周公所創(chuàng)造，但據(jù)歷史考證，指南車是三國時魏國的馬鈞所制造。車上有一小人，其手指的方向即為南方，傳說司南、羅盤都是根據(jù)它而創(chuàng)造。指南車的原理指南車使用了差動齒輪裝置，或者稱加法機構(gòu)。其原理是當(dāng)車輛直線行駛時左右兩車輪轉(zhuǎn)動角速度相等。差動機構(gòu)沒有輸出。車輛轉(zhuǎn)彎時兩側(cè)車輪角速度不相等，這時差動