科学四年级下册各课实验指导与说明
第一单元 热胀冷缩
1课 温度计的秘密
自制温度计
【制作材料】找一个盛过青霉素的小瓶，准备一支用完了的透明针管中性笔芯（含笔尖密封的塑料帽）和一杯茶水。
【制作方法】
1．把针管笔尖从橡皮瓶盖下部穿向上部（可用铁圆规脚先打一个小孔，但要确保笔芯与瓶盖密合），套上密封塑料帽。
2．把茶水倒一些到小瓶内盛满，滴一滴红墨水或蓝墨水将水染色。
3．盖上插有笔芯的橡皮瓶盖，并盖紧，以保证密封性，注意不要弄湿桌面。自制温度计就这样做成了。
4．然后，将小瓶先放入预制温度的热水里，后放入预制温度的冷水里，观察到的水柱变化范围，划上相应刻度，根据两次温度差值均分标记范围的刻度，这样一个简单测量温度的温度计就制作成功了。
2课 自行车胎为什么爆裂
固体热胀冷缩实验（一）
【实验材料】铁垫圈一个、木板、小钉两个、酒精灯、镊子、冷水、烧杯。
【实验方法】
1．在木板上钉两个小钉，便两钉间的距离正好通过铁垫圈。
2．加热前，观察铁垫圈确能从铁钉间通过。
3．将铁垫圈在酒精灯火焰上加热。
4．观察加热后铁垫圈能不能从两钉间通过。
5．将铁垫圈在冷水里浸一下，观察能不能从两钉间通过。
【注意事项】
1．垫圈最好是铜的，直径要大一些。
2．两钉间距要恰好通过铁垫圈，缝隙越小越好。
固体热胀冷缩实验（二）
【实验材料】木棍、小钉两个、细铜丝、酒精灯、火柴、污物桶
【实验方法】
1．在木条上钉两个小钉，钉距为20厘米。将细铜丝绷紧在两钉上。
2．点燃酒精灯，顺铜丝来回加热。观察铜丝有什么变化。
3．熄灭酒精灯，观察铜丝有什么变化。
【注意事项】
1．实验时不要烧到木条。
2．铜丝要绷紧。
第二单元 岩石的科学
3课 认识岩石
采集、观察岩石
【实验目的】采集并研究各种各样的岩石
【实验材料】各种各样的岩石、盐酸、滴管、锤子、小刀、盐酸。
【观察、实验步骤】
1．请你到旷野、山区或海岸寻找岩石，尽可能多采集些不同种类的岩石。
2．用水冲洗并检查每块岩石，摸摸每块岩石，是光滑的还是粗糙的？观察它的棱角，是圆的还是尖的？用刀片、铜钥匙、手指甲刻划每块岩石，测试其硬度大小。每块岩石的颜色又是怎样的？
3．观察岩石的内部，用手掰开或者是用锤子敲开每块岩石，看看岩石的内部有什么东西？岩石内部和外部的颜色是相同的吗？有小沙粒掉下来吗？
4．在每块岩石上滴一滴盐酸（注意安全），冒泡吗？
【实验现象及结论】
岩石名称
观察结果
花岗岩
颜色：花斑（白、肉红或黄褐、黑）；硬度：很硬；结构：块状； 遇盐酸：无反应。
页岩
颜色：红褐色或灰色；硬度：较软；结构：薄层状；遇盐酸：无反应。
石灰岩
颜色：青灰色或褐色；硬度：较硬；结构：颗粒状；遇盐酸：冒泡。
大理岩
颜色：纯白色或有花纹；硬度：较软；结构：颗粒状；遇盐酸：冒泡。
放大镜的使用
放大镜是简单的放大仪器。它的主要部分是一个两面凸的透镜。一般的放大镜能够将物体放大5～10倍，也有能放大20～30倍的。
放大镜的正确使用方法：一般5倍以下的放大镜使用时，可将放大镜放在被观察的物体上，上下移动直至看清楚为止。10倍以上的放大镜如果也用同样的方法，往往使观察对象变形，因此，应将放大镜放在眼前，再用另一只手移动观察对象直至看清楚为止。
4课 做个岩石百宝箱
做个岩石百宝箱
【实验目的】制作岩石标本。
【实验材料】木板、三合板、采集的各种岩石、标签纸。
【实验步骤】
1．用木板、三合板等制作一个标本盒。
2．将采集或收集来的岩石洗净，加工成适当大小。
3．将选择好的各种岩石装入盒内，贴上标签，留作标本。
6课 岩石的风化
岩石风化的分类
岩石在日光、水分和空气的作用下，逐渐被破坏和分解为沙和泥土，称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。岩石的风化分为：①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括：水对岩石的溶解作用；矿物吸收水分形成新的含水矿物，从而引起岩石膨胀崩解的水化作用；矿物与水反应分解为新矿物的水解作用；岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏，其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用，其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。
温度变化对岩石的破坏作用
【实验目的】探究温度对岩石的影响。
【实验材料】酒精灯、火柴、镊子、小块岩石、烧杯、冷水。
【实验步骤】
1．用镊子夹住一小块岩石在酒精灯上烧一会儿，然后立即把它放入冷水中，观察有什么变化。
2．照上述方法反复做几次，观察这块岩石有什么变化。
【实验现象】
岩石的表面出现裂缝，而且裂缝越来越大，甚至一块块往下掉碎石屑。
【实验结论】
当岩石受热时，体积膨胀，由于岩石从表面到内部受热程度不一样，因此整块岩石各部分的膨胀程度也就不同。当岩石受冷时，体积收缩，同样，由于从岩石表面到岩石内部冷的程度不一样，整块岩石各部分收缩的程度也不同。时间长了，岩石各部分总是胀缩不均，内部结构就会受到破坏，产生裂缝，甚至脱落下碎石屑。
岩石的风化与分解
大约在200年前，人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地，湖泊终将被沉积物和植被填满，沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下，而且地表富含氧气、二氧化碳和水，因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块，或其成分发生变化，最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀。
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化，并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化作用等方式进行。
虽然所有的岩石都会风化，但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察，我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造，不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度，又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异，可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑，其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下，气温高，降雨量大，植物茂密，微生物活跃，化学风化作用速度快而充分，岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区，由于气候干冷，化学风化的作用不大，岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子，是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔，搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后，仅过了75年就已面目全非。
地势的高度影响到气候：中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大，其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义：地势起伏大的山区，风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露，加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度，如山体的向阳坡日照强，雨水多，而山体的背阳坡可能常年冰雪不化，显然岩石的风化特点差别较大。
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成，只有当岩石被风化后，才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后，才能露出新鲜的岩石，使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质，如风或水等流动时，会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑，为沉积作用提供了物质条件。