教科版三年级下册科学《指南针》课件 (10) 20页

指南针的原理 • 指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利 用磁石指极性制成的指南仪器。因此，必 须从磁石说起。 • 地球是个大磁铁，其地磁南极在地理北极 附近，地磁北极在地理南极附近。 • 指南针在地球的磁场中受磁场力的作用， 所以会一端指南一端指北。 指南针的历史 古人利用磁石的特性来制成指南工 具。最早出现的指南针叫司南,战国时已 普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成, 样子像一只勺,重心位于底部正中,底盘 光滑,四周刻二十四向,使用时把长勺放 在底盘上,用手轻拨,使它转动,停下后长 柄就指向南方。 东汉王充记载了它的形状和用法。《鬼 谷子·谋篇》里还谈到郑国人到远处去采玉, 就带了司南,以免迷失方向。 但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品 较低,磁性较弱。 到了宋代,人们发明了人工磁化方法,制 造了指南鱼和指南针,而指南针更为简便,更 具实用价值。它是以天然磁石摩擦钢针制成, 在地磁作用下保持指南性能;以后把它装置 在方位盘上,就称为罗盘。这是指南针发展 史上的一大飞跃。 司南 • 战国时期，人们利用磁石指示南北的特性 制成了指南工具——司南。但是，战国时 期的司南是什么样子无法考证。现在的模 型是后人根据史书记载以及地下出土的汉 代地盘实物制成。 • 地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面 磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准 确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、 地支和二十八宿，共计二十四个方位。 • 地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成 的，磁铁的N极磨成司南的长柄，勺头底部 是半球面，非常光滑。 司南的使用方法 • 使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘 中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司 南停下来，勺柄所指方向就是南方。 • 这种勺形司南直到八世纪时仍在使用。 指南鱼 • 到了宋代，人们掌握了制造人工磁体的技术，又 制造了指南鱼。 • 指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分， 鱼的肚皮部分凹下去，使鱼像船一样能浮在水面 上。再把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁铁的吸 力，钢片受磁感应也具有磁性。 • 这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便 多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能 辨别方向了。 • 经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁铁上磨 擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针 可以说是正式的指南针了。 ★指南针或指北针的名称视其指针尖端之朝向而定。 指针的尖端（红色那端）朝向北方，称为指北针； 指针的尖端（红色那端）朝向南方，称为指南针。 中国古代的指南针 指南针 指南鱼 司南 勺柄指向南方 指北针 Ø拿支磁铁靠近指北针，会有什么现象？ 拿磁铁靠近指北针…… →指北针的指针红色的那端会和磁铁的S极吸在一起。 →指北针的指针另一端（不是红色的一端）会和磁铁 的N极吸在一起。 →这种情形和两支磁铁互相靠近时的情形很类似。 N S Ø指北针的指针是“磁铁”制成的吗？ 指北针的指针是用什么材质制成的？ →指针会受到吸引和排斥，所以应该是小磁铁制成 的；指针不可能是铁制的，因为铁只会被磁铁吸引， 不会被排斥。 磁铁同极靠近时，会互相排斥；磁铁若是不同 极靠近时，会互相吸引。 指北针的指针静止时，为什么总是朝向 南北方向？ →科学家认为地球本身好 像是一个大磁铁，具有磁性， 简称地磁。 只是地磁的N极位于地球的 南方，地磁的S极位于地球的北 方（如右图）。 由于不同磁铁的N极和S极 会互相吸引，所以，指北针指 针红色端（N极）静止时，总是 朝向地球北方（地磁S极）。 指南车 • 指南车是一种用来辨认方向的仪器，传说中 指南车乃是由轩辕黄帝或周公所发明，但据 历史考证，指南车是三国时魏国的马钧所制 造。 • 车上有一小人，其手指的方向即为南方，传 说司南、罗盘都是根据它而发明。 指南车的原理 • 指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法 机构。其原理是当车辆直线行驶时左右两 车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。 车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时 差动机构输出这个差值。驱动指示机构。 • 类似的装置应用在现代汽车的差速器和加 工齿轮的插齿机以及滚齿机中。 各式各样的司南 各种各样的指北针