暑假预习讲义5（科学探究）-2024-2025学年浙教版七年级上册科学

第5课 科学探究 知识板块：科学探究的步骤；实验思想 一.科学探究的步骤 1. 提出科学问题 （1）从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现并提出可以进行科学探究的问题 （2）并能书面或口头表述这些问题。 2. 进行猜想和假设 （1）能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。 （2）能对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。 3. 制定计划、设计实验 （1）针对探究的目的和条件，根据相关的实验原理，列出探究实验所使用的相关材料、仪器等，设计相关实验方案，画出相关装置图 （2）分析影响实验结果的主要因素，对所研究的问题中的各种变量进行确认与分类 （3）将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法，说明在实验中如何测量一个变量，说明需要“做什么”和“怎样做”，应用控制变量方法来设计实验 4. 观察与实验，获取事实与证据 （1）会正确、规范的使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等实验仪器， （2）会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。 （3）能通过观察和实验收集数据。 （4）能通过阅读信息收集证据。 5.检验与评价 （1）将证据和科学知识建立联系，得出基本符合证据的解释 （2）能区别和预想不一致的的现象，并作出简单的解释 （3）对探究过程和证据获得方式、方法、过程作出合适评价，能说明反常结果和证据的不可靠，或解释证据是否充分支持结论 （4）对观察和测量的精确性作出评价，能提出增加证据可靠性或获得进一步证据的相关探究的具体改进建议。 6.表达与交流 （1）对所提出的问题、研究的内容、观察到的事物作有条理的科学概述 （2）运用文字、符号、图表、模型等解释并概括探究的过程和结果 例题1：学习科学的最基本方法是 （ ） A .阅读、做笔记和练习 B .观察、讨论和交流 C .观察、实验和思考 D .阅读、实践和应用 例题2：科学家牛顿从苹果落地现象出发，发现万有引力定律。他的发现最初来源于（ ） A .调查 B .实验 C .观察 D .阅读 例题3：走进科学，关注生活，科学就在我们身边。要进入科学世界，下列说法和认识: 你认为正确的是（ ） ①观察和实验是进行科学研究重要的方法；②留心观察从探究身边的问题着手；③只要认真学好书本上的知识，就能领略到科学的奥妙；④掌握了科学技术，人类就能征服自然，随心所欲的改造自然；⑤科学要研究各种自然现象并寻找它们产生、发展的原因和规律。 A.只有①②④ B．只有①②③ C．只有①②⑤ D．只有①②④⑤ 二. 实验思想 1. 控制变量法 当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时，常采用只改变一个物理量，而使其余物理量保持不变，从而得出被研究物理量和改变量的关系 例题1：下雨天，小金站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌。他想，雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢？他提出了两种猜想： （1）雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关。 （2）雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关。 猜想是否正确呢？为此，他设计了一个如图的装置（斜面光滑且较长，倾角α可调），用小球摸拟雨滴进行了如下的探究活动。 （1）保持斜面的倾角α不变，换用不同的质量的小球让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间如表一。 表一 质量m/g 3 6 8 12 20 时间t/s 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 小他经过分析得出如下结论： 。 （2）不改变底边的长度，多次改变倾角α，让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图），测出每次下滑的时间如表二。 表二 倾角α／° 15 30 45 60 75 时间t／s 1.9 1.6 1.2 1.6 1.9 小颖对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是                  。 根据实验可知为了减少雨水在屋面上流淌的时间。在建造人字形屋面时。屋面倾角应该以45°为宜。但实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角，其原因之一可能是         。 2. 对比法：通过设置对照组来研究某一变量与实验结果的关系 例题1：某生物学兴趣小组开展“废电池浸出液对黄豆幼苗生长的影响”的课题研究。他们已将某品牌的电池共2节进行剖皮处理，并用自来水浸泡数天备用。如果你是其中一员，请回答下列问题： （1）该实验的实验目的是探究________________________。 （2）你做出的假设是________________________________。 （3）设计实验方案： 第一步：选取刚发芽的饱满黄豆种子20粒，平均分成两组，置于相同大小的培养缸中，分别编号A和B。 第二步：每天定时给A组加入适量未经处理的自来水，给B组加入__________。 第三步：将培养缸置于相同且适宜的条件下培养一周后，测量记录各株黄豆幼苗的高度，并计算出两组的___________。 （4）结果分析：实验结果为A组黄豆幼苗的平均高度明显大于B组的平均高度，说明_____。 （5）设计一个适当的表格，记录观察和实验的结果。 3. 转换法（等效替代法）：对于看不见，摸不着的东西或不易直接观察认识的问题，我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它 例题1：初春的早晨，晓丽去农贸市场买蜂蜜，售货员将蜂蜜用勺子盛出，往瓶子里倒．晓丽发现蜂蜜向下流动得比较缓慢，不像流水那样．“咦！淌得这么慢！”售货员笑着说：“我的蜂蜜质量好，太粘了！”晓丽心想：“对了，蜂蜜比水的粘性大．看来，不同的液体粘性的大小不同．可是…为什么在家里倒蜂蜜时好像不是这么粘呢？难道真是如同售货员所说的质量好吗？以前也是在这里买的呀！” 晓丽带着疑惑，走在回家的路上，她想到这样的问题：是否有什么因素使得蜂蜜的粘性有时大有时小呢？也就是说物质的粘性大小与什么因素有关呢？ 晓丽百思不得其解．她突然想到：蜂蜜由于粘性能粘住东西，这和磁铁能吸住小铁钉的现象有些相似．而在做火烧磁铁的实验时发现温度越高，磁性越弱．那么，液体的粘性又会怎样呢？会不会也有相似的关系呢？ 晓丽根据磁性与温度的关系，大胆地提出了自己的假说：物质的粘性也可能与温度有关，温度越高，粘性越小． 也就是说，如果让同一种液体从相同的斜面流下，温度低时需要的时间长，温度高时需要的时间短． 想到自己的假说，晓丽兴奋起来，赶回家，设计了如下的实验方案：将蜂蜜分装入三个小瓶，一瓶放在冰箱，一瓶放在室内，另一瓶放在微波炉加热一会儿．然后找三支相同的试管，让爸爸妈妈帮忙，用三支滴管分别从三个小瓶中各取一滴蜂蜜，同时、分别滴到同样倾斜放置着的试管内壁上，观察各滴蜂蜜流到试管底部的时间并进行比较．在爸爸妈妈的帮助下，晓丽顺利完成了实验，并记录实验数据如下： 请你回答： （1）晓丽得出的结论是：有些物质，随着温度的升高，它的粘性__________________． （2）这一结论可以用下列的图像__________来表示． （3）在上述探究过程中，晓丽运用了转换法，通过这种科学方法，晓丽将不能直接测量的_________转换成可以测量的_______． （4）在上述探究过程中，晓丽经历的探究思维程序是： 发现问题、________、________、________、________、设计实验、进行实验、归纳分析、得出结论． （5）请你解释粘滞计的工作原理：将被测液体注入后，释放砝码．在重力的作用下砝码向下运动，通过滑轮和绳子对圆柱体施加一个力，使圆柱体转动．注入不同的液体，圆柱体转动的速度不同，根据速度的不同就可以比较出液体________的大小．当将同一种液体加热后注入，会发现圆柱体转动的速度将变________． （6）在日常生活中经常见到上述结论的有关实例，如：________． 4. 推理法：是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推理，得出结论，达到认识事物本质的目的 例题1：牛顿曾研究过这样一个问题：人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。于是牛顿提出了一个设想，在一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会一直运动下去，围绕地球做圆周运动；牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。下图是他画的“大炮”草图 (1)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，研究中牛顿基于的可靠事实是____________________________推测牛顿当年的重要结论是__________________________________________。如今，牛顿当年的推测已变成了 现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了_____________________。 (2)想想看，牛顿在研究“大炮”问题时用到什么研究方法 ( ) A．由石头落地直接得出结论 B．由实验事实得出的结论 C．以可靠的事实、实验为基础，经过合理分析、推理得到结论 D．根据前人已有的知识经验进行总结，得出结论 三. 课堂巩固 1. 用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面上做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关？小龙认为与小球的运动速度有关，于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圆周运动（如图所示）．改变小球的运动速度，做几次实验，记录现象如下表． （1）从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，橡皮筋的伸长就越 ． （2）小龙用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是 ． （3）小龙查阅资料后知道的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关，据此，小龙认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷，请说出理由： ． 2.现有小蝌蚪20条、培养器具2个，水草、含甲状腺激素的食物添加剂、河水若干，下面是小刚同学设计的探究“甲状腺激素作用”的实验，请回答： （1）针对该实验你提出的问题________________________________________。 （2）作出假设________________________________________。 （3）实验步骤：①向甲、乙两容器中加入等量的河水和水草以及长势相似的蝌蚪；②每天给甲喂正常饲料，给乙喂__________的饲料；③并做好观察记录。 （4）实验中的变量是____________________。 （5）实验现象是__________正常发育，__________短期内发育成小型青蛙。 （6）实验结论__________________________________________________。 3.教室的玻璃窗是双层的。课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此，小明进行了以下实验： ①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架 上靠在玻璃板的左侧(如下图)。 ②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开， 记上玻璃球被弹出的距离。共做10次。 ③换成双层玻璃板重复上述实验。 (1)实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱， 这与实验中的哪一不当操作有关? ________，理由是____________________________________ 小明改进操作方法后，重做了实验，获得了如下数据： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 玻璃球被弹开 的距离(厘米) 单层 79 78 82 80 73 84 84 82 81 80 80 双层 20 23 24 24 24 25 22 22 21 23 23 (2)受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过 __________________来反映的。 (3)根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是_____________________________。 4.“扔纸飞机”是民间传统游戏。某次趣小组同学认为：纸飞机的飞行距离除了与发射速度的大小有关外，还可能与纸飞机大小、材料和发射角度等因素有关。为了验证猜想，小组成员将打印纸和旧报纸裁成不同面积的纸张，制作了相同形状的纸飞机若干个，利用固定在室内某一位置的简易发射器，以相同大小的发射速度和不同发射角度（发射方向与水平面的夹角）进行多次实验，整理相关数据如表一 表一：纸飞机飞行距离与发射角度关系记录表 编号 纸张大小 纸张材质 不同发射角度飞行的平均距离（米） 00 150 300 450 18厘米×26厘米 打印纸 6.5 15.8 15.0 8.9 18厘米×13厘米 打印纸 6.4 15.8 15.1 8.8 18厘米×26厘米 旧报纸 5.6 14.2 13.2 7.6 （1）结合表一信息，分析该实验中纸飞机飞行距离与发射角度之间的关系_______ （2）若要寻找纸飞机最大飞行距离的发射角度，在上述研究结果的基础上，应如何设置发射角度进行进一步实验？__________________。 表二：三架纸飞机实验要求 纸飞机 纸张大小 纸张材质 发射角度 甲 18厘米×13厘米 打印纸 150 乙 18厘米×13厘米 旧报纸 300 丙 18厘米×13厘米 旧报纸 150 （3）小组成员又制作了三架形状相同的纸飞机，用该发射器以相同大小的发射速度进行实验，实验要求如表二。若甲、乙、丙这三架纸飞机飞行距离分别为s甲、s乙、s丙，请预测它们的大小关系：__________________ 四．课后作业 一.填空 1、相同环境下，在两片玻璃片上各滴上一滴等量的酒精，将其中一滴摊开，过一段时间后，发现_________的那滴酒精先变干，说明，相同条件下，液体的___________越大，液体蒸发越快；实验中滴等量的酒精运用的是_________法。  二. 选择题 1、电流看不见，摸不到，但我们可以通过电路中小灯泡的明暗来判断电流的存在，这种研究方法是（ ）  A.控制变量法 B.类比法 C.比较法 D.转换法  2.为研究阳光对花生发芽的影响，李明同学设计了一组对照实验，在甲和乙两个花盆中种了花生，并对阳光、温度和水加以控制，下表中一、二两处应是（ ） 花盆 阳光 温度 水 甲 向阳处 20℃ 充足 乙 暗室 一 二 A. 20℃ 不充足 B. 20℃ 充足 C. 30℃ 不充足 D. 30℃ 充足 三.实验探究 1.小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表。 实验 序号 小球到固定点 距离l(摆长)/米 小球质 量/克 摆动幅 度/米 小球往返摆动 20次的时间/秒 小球往返摆动 一次的时间/秒 1 0.7 20 0.O5 33.2 1.7 2 1.0 20 0.08 39.7 2.O 3 1.0 30 0.O5 39.8 2.O 4 1.0 30 0.O8 39.7 2.0 5 1.3 20 0.O5 45,3 2.3 请回答下列问题： (1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、________、________。 (2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由__________决定； (3)实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是__________；(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调 __________ (选填“长”或“短”)。 2. 为了探究废电池对水体的污染，某同学设计了以下实验步骤： （1）将一节5号电池破碎，浸泡在1000毫升的清水中2-3天； （2）在4只鱼缸上分别贴上标签A、B、C、D； （3）在4只鱼缸中分别放入等量的清洁无污染的河水; （4）在4只鱼缸中分别加入50毫升、100毫升、200毫升、400毫升废电池浸出液； （5）在向各鱼缸分别放入三条金鱼，定期喂养同种饲料，观察并记录情况。结果如下表 A B C D 所加浸出液的体积（毫升） 50 100 200 400 金鱼成活的时间（天） 15 12 7 1 根据以上设计，回答下列问题 （1）该同学提出的假设是______________________________________ （2）该实验第5步中，放入各缸的金鱼必须是____________________ （3）通过实验，该同学得出的结论是______________________________________ （4）实验时是否需要设置对照组？_____该如何设置？_____________________。 （5）控制废电池的危害的措施有哪些？（回答出两条即可）__________________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$