内容正文:
第一章 走进物理世界
第4节 尝试科学探究
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新知学习
一、探究摆的奥秘
伽利略发现了摆的等时性。
惠更斯发明了摆钟。
利用等时性
利用摆的摆动,带动齿轮转动,进而带动指针转动,从而指示时间的变化。
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提出问题
小慧家的摆钟走快了,请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下,摆钟走时就准了。
你能提出什么问题?
影响摆钟摆动快慢的因素的什么呢?
提出物理问题是进行科学探究的第一步。爱因斯坦说过,提出问题有时比解决问题更重要。
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影响摆球摆动快慢的因素的什么呢?
摆动偏离的角度
摆球的轻重
摆线的长短
猜想与假设
牛顿说过,没有大胆的猜测,就不会有伟大的发现。在科学探究中,猜想不是胡思乱想,它是以自己的经验和知识为基础作出的一种试探性解释。
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【实验器材】
摆球
细线
铁架台
停表
【实验方法】
控制变量法
研究受多个变量影响的问题,每次只使其中一个变量发生改变,而控制其他变量不变保持不变。
设计实验与制定方案
方案应针对探究目的,实验应注意选择器材。
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【实验方法】
控制变量法
设计实验与制定方案
摆球的轻重
控制摆的长短、摆动偏离角度相同,改变摆球的轻重,观察摆动的快慢。
摆线的长短
控制摆的轻重、摆动偏离角度相同,改变摆线的长短,观察摆动的快慢。
摆动偏离的角度
控制摆的轻重、摆线的长短相同,改变摆动偏离的角度,观察摆动的快慢。
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【思考】
如何描述摆球运动的快慢?
摆动10次、20次……所需的时间
30S、1min……摆动的次数
什么是摆动一次?
从某点出发,再次回到某点为一次
【思考】
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进实验室要求
按指定位置就座,不得大声喧哗及自行摆弄仪器
上课时认真听教师讲解实验目的、要求、步骤及注意事项。
实验前,认真清点实验所需的器材,发现问题及时报告教师。
积极参与,乐于动手,规范操作,细心观察实验现象,如实做好实验记录。
在实验中出现意外事故或损坏仪器应及时向教师报告。
实验完毕整理仪器装置,按原样放回原位。
将仪器和桌面洗抹干净,并经教师检查无误后方可离开实验室。
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设计实验与制定方案
【猜想一】
摆球摆动快慢与摆球的轻重有关
铝球
塑料球
塑料球摆动一次平均所需时间: 。
钢球摆动一次平均所需时间: 。
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设计实验与制定方案
摆球摆动快慢与摆线的长短有关
摆线长50cm的摆球摆动一次平均所需时间: 。
摆线长100cm的摆球摆动一次平均所需时间: 。
【猜想二】
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摆球摆动快慢与摆球偏离角度有关
摆角角度1的摆球摆动一次平均所需时间: 。
摆角角度2的摆球摆动一次平均所需时间: 。
【猜想三】
设计实验与制定方案
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获取与处理信息
注意事项
不能拧单摆装置的红色旋钮
增长摆长时,一边旋白色小盘,一边向下拉线,避免摆线缠绕至弹簧
摆达到等时性的要求:摆角尽量小。
注意分工合作,如实记录数据
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获取与处理信息
实验时,要严格按照实验步骤操作,操作中要注意观察。把观察到的重要现象和数据记录下来。数据的记录要尊重事实,不可拼凑,不可杜撰。
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分析与论证
1、当摆线长度、摆角相同时
摆球的摆动快慢与摆球的轻重(材料)无关;
2、当摆球轻重、摆角相同时
摆球的摆动快慢与摆线的长短有关,摆线越长,摆动越慢。
3、当摆球轻重、摆线长度时
摆球的摆动快慢与摆角大小无关;
实验结论
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实验数据只是一堆原始材料,必须通过分析、论证,才能形成结论。分析与论证就是基于证据得出结论并做出解释的过程。
分析与论证
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评估与反思
评估一般包括以下方面:
(1)实验数据测量的是否准确?
(2)哪些因素导致误差,怎样做能够使误差更小?
(3)实验过程中遇到了哪些困难,是怎样解决的?
(4)有什么经验和教训?
探究过程是否恰当,探究得到的结果是否合理,探究过程中是否出现新的问题等,都需要进行交流、评估与反思。
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(1)我测的摆动时间是比较准的;
(2)我认为可以忽略空气阻力的影响,摆球摆动的快慢可能跟它所处的地点有关;
(3)如果我们再多做几次,总结出来的结论可能会更可靠些;
探究过程是否恰当,探究得到的结果是否合理,探究过程中是否出现新的问题等,这些问题都需要再进行充分的思考。
评估与反思
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交流与合作
猜想与假设
设计实验与制定方案
获取与处理信息
分析与论证
评估与反思
提出问题
二、科学探究过程
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在科学探究过程中,对这 7 个要素应根据实际情况灵活运用,在探究的全过程中,都要注意交流与合作。合作中要实事求是,尊重他人,每个人都要充分发挥自己的聪明才智。
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当堂检测
1. 为了研究摆动的周期与摆线的长度关系,应保持( )
A.摆线的长度和摆球的质量不变,改变摆动的幅度
B.摆线的长度和摆动的幅度不变,改变摆球的质量
C.摆动的幅度和摆球的质量,摆线的长度都不变,改变摆球的形状
D.摆动的幅度和摆球的质量不变,改变摆线的长度
D
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2. 元旦早晨,小雷在家中发现暖水瓶打开后不冒“白气”,小雷问自己为什么?他想到可能是暖水瓶不保温,倒了一碗尝尝发现很“烫”,又想到可能是因为房间的温度较高,将暖水瓶拿到屋外,看到很多“白气”。小雷倒了一碗尝尝这一行为属于科学探究中的哪个环节( )
A.进行实验与收集证据 B.猜想与假设
C.提出问题 D.交流与合作
A
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3.(2022·全国·八年级课时练习)如图所示,小明猜想:单摆的周期(摆一个来回所用的时间)跟摆角、绳长以及球的质量都有关,要探究单摆的周期跟摆角是否有关?
(1)他至少应该做_____次实验来验证。
(2)如果实验结果是每次时间都相等,那么他的实验结论是
.
。
3
在绳长、球的质量都相同的条件下,单摆的周期(摆一个来回所用的时间)跟摆角无关
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