3跨学科实践：降落伞（分层作业）物理教科版2024八年级上册

第3节 跨学科实践：降落伞 目录 【A 夯基础】 1 一、实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 1 二、实验的基本方法：控制变量 6 【B 提能力】 7 【C 链中考】 11 一、实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 1．在降落伞比赛活动中，小利将活动中的具体数据进行了记录（如表所示），用于研究降落伞在空中飞行的时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答下列问题。 次序 降落伞的伞绳长度（m） 降落伞伞衣的形状 降落伞的伞衣面积（m2） 降落伞的总质量（g） 降落伞释放高度（m） 降落伞的飞行时间（s） 1 1 圆形 0.5 20 3 3.67 2 1 圆形 1 20 3 5.82 3 1 圆形 1 30 3 4.91 4 1 正方形 1 20 3 5.81 5 1.5 正方形 1 20 3 5.83 6 1.5 正方形 1 20 6 9.24 (1)分析数据1、2可知，在伞绳长度、降落伞伞衣的形状、伞的总质量和释放高度相同时，降落伞的伞衣面积越大，在空中飞行时间 ； (2)分析数据2、3可知，在伞绳长度、降落伞伞衣的形状、伞的伞衣面积和释放高度相同时，伞的总质量 ，在空中飞行时间越短； (3)分析 两组数据可知，在伞绳长度、降落伞的伞衣面积、伞的总质量和降落伞释放高度相同时，降落伞伞衣的形状不同，在空中飞行时间几乎没有差别，即降落伞在空中飞行时间长短与降落伞伞衣的形状无关； (4)除此之外，你认为影响降落伞在空中飞行时间的因素还可能有 （写出一个即可）。 【答案】(1)越长 (2)越大 (3)2、4 (4)伞面的制作材料 【详解】（1）由表格中1、2组数据可知，在伞绳长度、降落伞伞衣的形状、伞的总质量和释放高度相同时，降落伞的伞衣面积越大，降落伞在空中飞行的时间越长。 （2）由表格中2、3组数据可知，在其他条件都相同的情况下，伞的总质量越大，降落伞在空中飞行的时间越短。 （3）要探究降落伞在空中飞行时间的长短与降落伞的形状是否有关，应控制其他因素相同，只改变伞的形状，故2、4组数据符合该条件。 （4）影响降落伞在空中飞行时间的因素还可能有制作伞的材料。 2．科学家从不轻易放过自然界和实验中的每一个奇特情况，下面是小聪的科学探究过程，请你帮助他完成探究过程。 实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 （一）提出问题：降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关？ （二）猜想与假设：结合图甲中同学们的猜想，请你再提出一个合理的猜想： （三）设计实验、制订方案： ①选择合适的仪器：不同的仪器有不同的 和分度值，这是选择仪器的重要依据； ②正确使用仪器：仪器使用前，应先把指针调整到 处，这个过程叫做调零。若不能调零，则要记录初始读数，进行修正； ③研究测量技巧（如图乙）：伞衣面积=总的格数×一个格的面积（对不满一格而大于或等于半格的都算一格，小于半格的都舍去不计）； ④实验的基本方法： （写出一种基本方法）； （四）进行实验、收集证据：下面是小聪针对一个因素进行实验时收集到的数据。 降落伞编号 降落伞绳长/cm 降落伞形状 降落伞下降高度/m 降落伞面 积/cm² 降落伞总质量/g 降落伞飞行时间/s ① 60 正方形 100 279 6.520 2.55 ② 60 正方形 100 719 6.520 3.73 ③ 60 正方形 100 2500 6.520 5.95 （五）得出结论、做出解释：请你根据小聪的数据将下面的结论补充完整。在降落伞总质量和下降高度相同时， ； （六）交流、评估和 。 【答案】 降落伞的飞行时间可能与降落伞总质量有关 量程 零刻度线 控制变量法 降落伞面积越大，降落伞飞行时间越长 反思 【详解】[1]根据生活经验，降落伞的飞行时间可能与降落伞总质量有关。 [2]不同的仪器有不同的量程和分度值，这是选择仪器的重要依据。 [3]仪器使用前，应先把指针调整到零刻度线处，这个过程叫做调零。 [4]影响降落伞飞行时间的因素有多个，实验中主要运用控制变量法。 [5]分析表格数据可知，其它因素相同时，降落伞面积越大，降落伞飞行时间越长。 [6]实验探究的最后一个环节是交流、评估和反思。 3．在降落伞比赛的活动中，巧巧将活动中的具体数据进行了记录，来用于研究降落伞的滞留时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题。 次数 降落伞的 伞绳长（m） 降落伞的 形状 降落伞的 面积（m2） 降落伞的 总质量（g） 降落伞释 放高度（m） 降落伞滞 留时间（s） 1 1 圆形 0.5 20 3 3.67 2 1 圆形 1 20 3 5.82 3 1 圆形 1 30 3 4.91 4 1 正方形 1 20 3 5.81 5 1.5 正方形 1 20 3 5.83 6 1.5 正方形 1 20 6 9.24 (1)活动中利用的测量工具有：天平、 、 ； (2)分析数据1、2可知：其他条件相同时，降落伞在空中滞留时间与降落伞的 有关； (3)分析数据2、3可知：其他条件相同时，降落伞在空中滞留时间与降落伞的 有关； (4)分析数据5、6可知： 有关； (5)实验中利用到的科学方法是 。 【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2)降落伞的面积 (3)降落伞的总质量 (4)降落伞释放高度 (5)控制变量法 【详解】（1）[1][2]为了测量降落伞的总质量需要天平，为了测量降落伞下降的高度需要刻度尺，为了测量降落伞滞留时间需要秒表。 （2）为了探究降落伞滞留时间的长短与降落伞的面积有关，需要控制降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的总质量、降落伞释放高度相同；降落伞的面积不同，1、2两组数据符合要求，可知降落伞的面积越大，降落伞滞留时间越长。 （3）2、3两组数据：降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞释放高度相同；降落伞的总质量不同，降落伞滞留时间不同，降落伞的总质量越大，降落伞滞留时间越短，由此可知：降落伞滞留时间的长短与降落伞的总质量有关，在其它条件相同时，降落伞的总质量越大，降落伞滞留时间越短。 （4）比较5、6两组数据可知：降落伞滞留时间的长短与降落伞释放高度有关，在其他因素都相同时，降落伞释放高度越高，降落伞滞留时间越长。 （5）降落伞的滞留时间受多个因素影响，研究与其中一个因素的关系时，要控制其它的因素相同，即实验过程中需用控制变量法。 4．探究：影响降落伞在空中飞行时间的因素。 (1)“降落伞在空中的飞行时间可能与伞衣的面积有关”，这属于科学探究的 环节。 (2)在设计实验方案时，同学们采用的实验方法是 ，并进行实验收集了证据，下面是同学们记录实验证据的表格。 实验次数 伞衣的形状 伞衣的面积/m2 降落高度/m 伞总质量/g 飞行时间/s 1 圆形 0.5 3 20 3.67 2 圆形 1 3 20 5.82 3 圆形 1 3 30 4.91 4 正方形 1 3 20 5.82 5 正方形 1 6 20 9.24 (3)①分析2、4这两次实验数据，可以得出的结论是 。 ②分析 两次实验数据可以得出降落伞在空中飞行高度与伞衣面积的关系。可以得出的结论是 。 (4)在实验中，同学们学会了测形状不规则物体的面积．如图所示，小明又测出了一片树叶的面积，他把树叶放在边长为1cm的方格纸上，则他测出的树叶面积是 cm2。 【答案】(1)猜想与假设 (2)控制变量法 (3) 降落伞在空中的飞行时间与伞衣的形状无关 1、2 在降落高度相同，总质量相同时，伞衣面积越大，伞在空中飞行时间越长 (4)18 【详解】（1）科学探究的七个环节：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数权据、分析与论证、评估、交流与合作。“降落伞在空中的飞行时间可能与伞衣的面积有关”属于科学探究环节中的猜想与假设环节。 （2）降落伞在空中滞留时间可能与伞的形状、伞的面积、伞的总质量、伞释放的高度有关，实验用到控制变量法。 （3）[1]分析2、4两次实验数据，在降落伞的伞衣的面积、降落伞的总质量，降落伞降落的高度相同时，伞的形状为圆形或正方形时，在空中的飞行时间相等，即降落伞在空中的飞行时间与伞衣的形状无关。 [2][3] 分析1、2两次实验数据，在降落高度相同，总质量相同时，伞衣面积越大，伞在空中飞行时间越长 （4）由题意知，每个小方格的面积是 1cm×1cm=1cm2 把树叶转化为梯形，正方形和三角形，如下图所示 则3个图形的面积为 由图可知，树叶的面积比3个图形的面积稍大，所以大约是18cm2。 二、实验的基本方法：控制变量 5．小华发现摆钟的摆锤摆动有一定的规律，他猜想摆锤往返的时间可能与摆锤质量、摆线长度和释放高度有关。小华为了探究摆锤摆动往返的时间与摆锤质量是否有关，找来几个金属螺母、细线和秒表等物品。接下来的操作是： ，如果 ，说明摆锤摆动往返的时间与摆锤质量无关。 【答案】 见解析 时间相同 【详解】[1][2]探究摆锤摆动往返的时间与摆锤质量是否有关，由控制变量法可知，保持其它条件相同，改变摆锤的质量，用相同长度的细线系住不同质量的螺母，从相同高度由静止释放，分别记录其往返摆动相同次数的时间，如果时间相同说明摆锤摆动往返的时间与摆锤质量无关。 6．测量能够达到的准确程度由 决定，测量需要达到的准确程度由 决定。每次只让 个因素改变而保持其他因素不变的研究方法叫做 。 【答案】 测量工具的最小刻度 测量要求 一 控制变量法 【详解】[1]使用最小刻度是cm的刻度尺，准确程度能达到1cm；使用最小刻度是1mm的刻度尺，准确程度能达到1mm，所以测量所能达到的准确程度由测量工具的最小刻度决定。 [2]测量需要达到的准确程度由测量要求决定。 [3][4]初中物理常用的物理方法有控制变量法和转换法，每次只改变一个因素而保持其他因素不变的研究方法叫做控制变量法。 7．物理实验小组在探究降落伞在空中飞行时间与伞的面积的关系时，需要让伞的材质、伞绳的长度、伞的质量等因素相同，这种科学探究方法是 。 【答案】控制变量法 【详解】物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。由题知，物理实验小组实验时，需要控制伞的材料、伞绳的长度、伞的质量等因素相同，通过改变伞的面积来研究降落伞在空中的滞留时间与伞的面积的关系，所以这种实验方法是控制变量法。 8．小鹿在奶茶店买热饮时发现：用透明塑料杯装的热奶茶，杯子会变软变形；而用厚纸杯装的热奶茶，杯子保持形状不变。她猜想这可能与“材料的导热性”有关。设计了如下的实验方案：①取两个同款透明塑料杯甲和乙，甲杯装70℃的热水，乙杯装等量5℃的冷水，静置 5min后，观察到甲杯变软凹陷，乙杯形状不变；②取一个透明塑料杯丙和同规格的纸杯丁，两杯均装入等量 70℃的热水，静置 5min后，观察到丙杯变软凹陷，丁杯无变化。上述哪个方案可以验证小鹿的猜想（    ） A．①和②都可以 B．只有① C．只有② D．①和②都不可以 【答案】C 【详解】小鹿猜想杯子变软变形与 “材料的导热性” 有关。在探究某个因素对现象的影响时，需要采用控制变量法，即只改变要探究的因素，其他因素保持相同。 方案①中，取两个同款透明塑料杯甲和乙，甲杯装 70℃的热水，乙杯装 5℃的冷水，变量是水的温度，而不是材料的导热性，所以①不能验证小鹿的猜想； 方案②中，取一个透明塑料杯丙和同规格的纸杯丁，透明塑料杯丙和纸杯丁，装入等量 70℃的热水，变量是材料，能探究材料的导热性对杯子是否变形的影响，所以②可以验证猜想。可见，只有②能够验证小鹿的猜想。 故选C。 9．为了研究“摆的摆动快慢与什么因素有关”，小明和同学进行了如图所示的对比实验，他们研究的问题是摆的摆动快慢与（　　） A．摆锤形状的关系 B．摆锤轻重的关系 C．摆幅大小的关系 D．摆绳长短的关系 【答案】D 【详解】对比两图，摆锤的质量和形状相同，摆幅大小相同，摆绳长短不同，根据控制变量法可知探究的是摆的摆动快慢与摆绳长短的关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．在许多科学探究中，研究的问题涉及（或可能涉及）两个及以上的变量时，应（　　） A．每次只改变其中一个变量，而控制其他变量不变 B．同时改变多个变量，一次性完成实验 C．所有变量不改变，多次进行实验 D．以上皆可 【答案】A 【详解】在许多科学探究中，研究的问题涉及（或可能涉及）两个及以上的变量时，应每次只改变其中一个变量，而控制其他变量不变，这种研究问题的方法叫控制变量法，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．小王同学用毫米刻度尺测量一个圆形物体的直径，他用同一把刻度尺测量了4次，测量的数据为2.27cm、2.28cm、2.89cm、2.29cm，其中错误的数据是 ，除去错误的数据后，圆形物体的直径应为 cm。 【答案】 2.89cm 2.28 【详解】[1][2]用毫米刻度尺测量一个圆形物体的直径，四个测量数据中2.89cm偏离其它数值较大，是错误的数据，应舍弃，除去错误的数据后，圆形物体的直径应为 12．“神舟十七号”载人飞船返回舱着陆时，降落伞都起到了重要作用。科技小组想探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞绳长和降落伞面积的关系。他们将同一沙包分别挂在不同的自制降落伞下，使其从同一高度由静止自由落下。 (1)若想探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞绳长的关系，应控制降落伞面积不变，改变 。 (2)为探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞面积的关系，请你为科技小组设计一个记录实验数据的表格。 (3)除了本实验提出的因素外，还有多种因素会影响降落伞下降的速度，请你提出一可探究的问题： 。 【答案】(1)降落伞绳长 (2) 实验次数 降落伞面积 下落时间t/s 降落伞绳长l/m 1 2 3 (3)挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞总质量的关系。 【详解】（1）根据控制变量法，若想探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞绳长的关系，应控制降落伞面积不变，改变降落伞绳长。 （2）探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞面积的关系，需控制伞绳长相同，改变降落伞的面积，记录下落时间，为了得出普遍规律，还需至少做三次实验，故表格如下： 实验次数 降落伞面积 下落时间t/s 降落伞绳长l/m 1 2 3 （3）根据生活经验，可以猜想进而探究：挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞总质量的关系。 13．小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近。那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想： 猜想1：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的质量有关； 猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关； 猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关。 (1)小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的测量器材是 ； (2)如图所示，小明让不同质量的小球从相同高度的球台上同一斜面的同一高度滚下（保证小球离开球台面时速度相同），测得小球的落地点到球台的水平距离均相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； (3)小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到下列数据： 同一玻璃球，h=0.2m 次数 球台高度 小球的落地点到球台的水平距离 1 0.5 0.63 2 1.0 0.89 3 1.5 1.09 则可验证猜想 ，可得到的结论是： 。 【答案】(1)刻度尺 (2)错误 (3) 2 其他因素相同时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大 【详解】（1）在实验中要测出球台的高度及小球的落地点到球台的水平距离，所以实验还需要的测量器材是刻度尺。 （2）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同，这说明小球的落地点到球台的水平距离与小球的质量无关，猜想1错误。 （3）[1][2]小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，这样小球的质量和抛出时的速度相同，球台越高，小球的落地点到球台的水平距离越大，说明小球的落地点到球台的水平距离与球台的高度有关，并且球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大，可验证猜想2正确，得出的结论是：其他因素相同时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大。 14．载人飞船返回舱落地前的降落伞系统是载人飞船当之无愧的保护神。航天迷小明想研究返回舱开伞后降落伞下降的快慢与哪些因素有关，进行了下列猜想： 猜想1：降落伞下降的快慢与降落伞的面积有关； 猜想2：降落伞下降的快慢与降落伞的总质量有关； 为探究以上影响因素，小明利用卷尺、秒表、细绳、纺织布、剪刀、小塑料袋、细沙等器材，进行模拟降落伞的探究实验，如图甲所示，将纺织布裁剪成0.5m2、1m2、1.5m2的圆形，每个边角系上一根细绳，所有细绳另一端系上一个小塑料袋。在小塑料袋中装一定量的沙子，控制降落伞（如图乙）总质量分别为40g、60g和80g。 请回答下列问题： (1)为了验证猜想1，小明使用三种不同面积的伞，实验时控制绳长、降落伞的降落高度相同，控制降落伞的总质量均为40g进行实验，发现面积是0.5m2时，下落时间是3.67s；面积是1m2时，下落时间是5.81s；面积是1.5m2时，下落时间是7.91s。可得结论：在降落伞的总质量一定时， ，降落伞下降越慢。该实验是通过比较 来判断降落伞下降的快慢； (2)在验证猜想2时，小明使用面积为1m2的伞，总质量为40g时，下落时间为t1；使用1.5m2的伞，总质量为80g时，下落时间为t2。经过比较，发现t1>t2，由此可以验证猜想2正确。你认为这一过程所得的结论是否可信？ （选填“可信”或“不可信”），理由是 ； (3)除本实验提出的因素外，还有多种因素会影响降落伞下降的速度，请你提出一个可探究的问题： 。 【答案】(1) 伞的面积越大 下落时间 (2) 不可信 没有控制降落伞面积一定 (3)降落伞的下降快慢与降落伞伞面的形状有关 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，分析题意可知，为了验证猜想1，使用三种不同面积的伞，控制降落伞的总质量均为40g进行实验，发现面积是0.5m2时，下落时间是3.67s；面积是1m2时，下落时间是5.81s；面积是1.5m2时，下落时间是7.91s。可得结论：在降落伞的总质量一定时，伞的面积越大，所用时间越长，降落伞下降越慢。因此该实验是通过比较下落时间来判断降落伞下降的快慢的。 （2）[1][2]在验证猜想2，探究降落伞下降的快慢与降落伞的总质量的关系时，根据控制变量法，要控制降落伞面积一定，因此结论不可信，原因是没有控制降落伞面积一定。 （3）根据生活经验可以猜想：降落伞的下降快慢与降落伞伞面的形状有关。 15．做完“装满水的杯子里还能装多少回形针”的实验，下列感悟不合理的是（　　） A．猜想和实验的结果往往差别很大，所以实验很重要 B．进行实验探究是学习物理的重要手段 C．实验探究是科学家的事，与初中生无关 D．本实验的探究过程比得到放入的回形针的数量这个结果更有意义 【答案】C 【详解】遇到问题时，提出的猜想与假设不一定是正确的，所以需要进行实验探究来验证猜想的准确性，可能实验的结果与猜想差异较大，所以实验很重要，实验的过程比得到的实验结果更重要，在实验过程中，获得的更多，而实验也不仅仅是科学家的事情，初中生也可以通过实验寻找问题的答案。 故选C。 16．月考的成绩公布了，小明的物理考了70分，同桌小聪考了85分。小明心想：小聪的物理学习为什么比我好呢？是他比我更聪明吗？还是比我更努力呢？还是方法更科学呢？为了弄清这个问题，此后的一段时间里小明开始认真观察起小聪的学习过程来。这其实就是一个科学探究。“小聪的物理学习为什么比我好呢”相当于 环节；“是他比我更聪明吗？还是比我更努力呢？还是方法更科学呢”相当于 环节，当影响因素大于或等于两个时，需用到 法，每次只研究其中一个影响因素，而保持其他因素不变；“此后的一段时间里小明开始认真观察起小聪的学习过程来”相当于 环节。 【答案】 提出问题 猜想与假设 控制变量 进行实验与搜集数据 【详解】[1][2]科学探究的七大步骤：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作。“小聪的物理学习为什么比我好呢”，是在提出问题，所以属于提出问题环节；“是他比我更聪明吗？还是比我更努力呢？还是方法更科学呢”是在提出假设，所以属于猜想与假设环节。 [3]当影响因素大于或等于两种时，每次只研究一种影响因素，同时需要控制其它影响因素相同的研究方法称为控制变量法。 [4]“此后的一段时间里小明开始认真观察起小聪的学习过程来”，是在收集证据，所以属于进行实验与搜集数据环节。 17．（2024·湖南长沙·中考真题）为给课桌裁剪一块合适的课桌垫，小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量，记录的数据分别为66.8cm、67.0cm、67.5cm。则课桌长度的测量结果应为（    ） A．66.8cm B．67.0cm C．67.1cm D．67.5cm 【答案】C 【详解】根据多次测量取平均值减小误差的方法可知，课桌长度的测量结果应为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 18．（2024·陕西安康·模拟预测）在杭州亚运会跳水项目中全红婵再一次上演“水花”消失术，为我国争得两枚金牌。运动员跳台比赛中入水时的水花大小与什么因素有关呢？小明经查阅资料知道：跳水运动员入水时的水花大小可能与运动员的入水速度、迎水面积（下落时与水的接触面积）及入水角度等有关。为了检验自己的猜想，他利用如图所示装置进行了多次模拟实验。 组别 距离水面高度 迎水面积 入水角度 水花大小 ① 1m 10cm² 30° 大 ② 1m 10cm² 60° 中 ③ 1m 10cm² 90° 小 ④ 1m 5cm² 90° 很小 (1)“入水时的水花大小可能与运动员入水速度、迎水面积及入水角度有关”，这是科学探究中的_____________。 A．提出问题 B．猜想与假设 C．分析与论证 (2)小明将质量相同的小球分别由a、b、c三条通道口由静止释放（如图所示），他的目的是探究运动员入水时水花大小与 的关系。若用相同质量而大小不同的小球，从同一位置沿同一个路径释放，是为了探究入水时 对水花大小的影响。 (3)为了研究迎水面积对入水时的水花大小的影响，可选择 两组进行比较。 (4)通过分析实验结果，可以得出结论：同一运动员入水速度相同时，迎水面积 ，入水角度 ，入水时水花越小。 (5)如果你是运动员的教练，根据实验结果，要想获得更高得分，你对运动员的要求是 【答案】(1)B (2) 入水角度 迎水面积 (3)③④ (4) 越小 越大 (5)尽量垂直入水，适当减小迎水面积 【详解】（1）“入水时的水花大小可能与运动员的质量大小、入水速度、迎水面积及入水角度有关”这是科学探究中的猜想与假设。 故选B。 （2）[1]将质量相同的小球分别由a、b、c三条通道口由静止释放，控制了入水速度和迎水面积相同，改变了入水角度，所以他的目的是探究运动员入水时水花大小与入水角度的关系。 [2]用相同质量而大小不同的小球，从同一位置沿同一个路径释放，控制了入水速度和入水角度相同，改变了迎水面积，所以他的目的是探究运动员入水时水花大小与迎水面积的关系。 （3）为了研究迎水面积对入水时水花大小的影响可选择3和4两组进行比较，因为要研究迎水面积对入水时水花大小的影响，需要控制入水角度，距离水面高度相同 （4）通过对表格中实验数据分析，可以得出结论：同一运动员入水速度相同时，迎水面积越小，入水角度越大，水花越小。 （5）根据实验结论可知，要想获得更高得分，应尽量垂直入水，适当减小迎水面积。 19．（2020·浙江嘉兴·中考真题）降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具，广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣，并开展了以下实验。 [实验器材]①纱布、棉布、防水布；②小沙包若干；③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。 [提出问题]降落伞下降的速度与哪些因素有关？ [建立假设] 假设一：降落伞下降的速度与伞面材料有关； 假设二：降落伞下降的速度与伞面面积有关； 假设三：降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。 [收集证据]如图，将沙包挂在降落伞上，并使它从同一高度自由下落。实验时，同学们发现实验器材中缺少一种测量工具 ，完善实验器材后继续实验，获得以下数据。 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的 总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 [得出结论]分析上述数据，发现降落伞下降的速度与 有关。 [思考讨论]进一步分析发现，针对建立的假设，所收集的证据并不完整，请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。 【答案】 秒表 伞面材料、伞面面积 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 5 纱布 1200 130 【详解】[1]实验中需要测量降落伞降落所用的时间，故需要用到秒表。 [2]根据3和4的实验数据可知，在伞的总质量、材料相同时，伞面面积越大，所用的时间越长，即降落伞下降的速度与伞面面积有关；根据和2的实验数据可知，在伞的总质量、伞面面积相同时，伞的材料不同，所用的时间不同，即降落伞下降的速度与伞的材料有关；即：降落伞下降的速度与伞面材料、伞面面积有关。 [3]实验中需要探究降落伞下降的速度与伞和重物的总质量是否有关，需要控制伞的材料和伞面面积相同，改变质量的大小，所以需要添加的数据为组别5，如下表所示： 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 5 纱布 1200 130 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 跨学科实践：降落伞 目录 【A 夯基础】 1 一、实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 1 二、实验的基本方法：控制变量 4 【B 提能力】 5 【C 链中考】 7 一、实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 1．在降落伞比赛活动中，小利将活动中的具体数据进行了记录（如表所示），用于研究降落伞在空中飞行的时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答下列问题。 次序 降落伞的伞绳长度（m） 降落伞伞衣的形状 降落伞的伞衣面积（m2） 降落伞的总质量（g） 降落伞释放高度（m） 降落伞的飞行时间（s） 1 1 圆形 0.5 20 3 3.67 2 1 圆形 1 20 3 5.82 3 1 圆形 1 30 3 4.91 4 1 正方形 1 20 3 5.81 5 1.5 正方形 1 20 3 5.83 6 1.5 正方形 1 20 6 9.24 (1)分析数据1、2可知，在伞绳长度、降落伞伞衣的形状、伞的总质量和释放高度相同时，降落伞的伞衣面积越大，在空中飞行时间 ； (2)分析数据2、3可知，在伞绳长度、降落伞伞衣的形状、伞的伞衣面积和释放高度相同时，伞的总质量 ，在空中飞行时间越短； (3)分析 两组数据可知，在伞绳长度、降落伞的伞衣面积、伞的总质量和降落伞释放高度相同时，降落伞伞衣的形状不同，在空中飞行时间几乎没有差别，即降落伞在空中飞行时间长短与降落伞伞衣的形状无关； (4)除此之外，你认为影响降落伞在空中飞行时间的因素还可能有 （写出一个即可）。 2．科学家从不轻易放过自然界和实验中的每一个奇特情况，下面是小聪的科学探究过程，请你帮助他完成探究过程。 实验探究：影响降落伞飞行时间的因素 （一）提出问题：降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关？ （二）猜想与假设：结合图甲中同学们的猜想，请你再提出一个合理的猜想： （三）设计实验、制订方案： ①选择合适的仪器：不同的仪器有不同的 和分度值，这是选择仪器的重要依据； ②正确使用仪器：仪器使用前，应先把指针调整到 处，这个过程叫做调零。若不能调零，则要记录初始读数，进行修正； ③研究测量技巧（如图乙）：伞衣面积=总的格数×一个格的面积（对不满一格而大于或等于半格的都算一格，小于半格的都舍去不计）； ④实验的基本方法： （写出一种基本方法）； （四）进行实验、收集证据：下面是小聪针对一个因素进行实验时收集到的数据。 降落伞编号 降落伞绳长/cm 降落伞形状 降落伞下降高度/m 降落伞面 积/cm² 降落伞总质量/g 降落伞飞行时间/s ① 60 正方形 100 279 6.520 2.55 ② 60 正方形 100 719 6.520 3.73 ③ 60 正方形 100 2500 6.520 5.95 （五）得出结论、做出解释：请你根据小聪的数据将下面的结论补充完整。在降落伞总质量和下降高度相同时， ； （六）交流、评估和 。 3．在降落伞比赛的活动中，巧巧将活动中的具体数据进行了记录，来用于研究降落伞的滞留时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题。 次数 降落伞的 伞绳长（m） 降落伞的 形状 降落伞的 面积（m2） 降落伞的 总质量（g） 降落伞释 放高度（m） 降落伞滞 留时间（s） 1 1 圆形 0.5 20 3 3.67 2 1 圆形 1 20 3 5.82 3 1 圆形 1 30 3 4.91 4 1 正方形 1 20 3 5.81 5 1.5 正方形 1 20 3 5.83 6 1.5 正方形 1 20 6 9.24 (1)活动中利用的测量工具有：天平、 、 ； (2)分析数据1、2可知：其他条件相同时，降落伞在空中滞留时间与降落伞的 有关； (3)分析数据2、3可知：其他条件相同时，降落伞在空中滞留时间与降落伞的 有关； (4)分析数据5、6可知： 有关； (5)实验中利用到的科学方法是 。 4．探究：影响降落伞在空中飞行时间的因素。 (1)“降落伞在空中的飞行时间可能与伞衣的面积有关”，这属于科学探究的 环节。 (2)在设计实验方案时，同学们采用的实验方法是 ，并进行实验收集了证据，下面是同学们记录实验证据的表格。 实验次数 伞衣的形状 伞衣的面积/m2 降落高度/m 伞总质量/g 飞行时间/s 1 圆形 0.5 3 20 3.67 2 圆形 1 3 20 5.82 3 圆形 1 3 30 4.91 4 正方形 1 3 20 5.82 5 正方形 1 6 20 9.24 (3)①分析2、4这两次实验数据，可以得出的结论是 。 ②分析 两次实验数据可以得出降落伞在空中飞行高度与伞衣面积的关系。可以得出的结论是 。 (4)在实验中，同学们学会了测形状不规则物体的面积．如图所示，小明又测出了一片树叶的面积，他把树叶放在边长为1cm的方格纸上，则他测出的树叶面积是 cm2。 二、实验的基本方法：控制变量 5．小华发现摆钟的摆锤摆动有一定的规律，他猜想摆锤往返的时间可能与摆锤质量、摆线长度和释放高度有关。小华为了探究摆锤摆动往返的时间与摆锤质量是否有关，找来几个金属螺母、细线和秒表等物品。接下来的操作是： ，如果 ，说明摆锤摆动往返的时间与摆锤质量无关。 6．测量能够达到的准确程度由 决定，测量需要达到的准确程度由 决定。每次只让 个因素改变而保持其他因素不变的研究方法叫做 。 7．物理实验小组在探究降落伞在空中飞行时间与伞的面积的关系时，需要让伞的材质、伞绳的长度、伞的质量等因素相同，这种科学探究方法是 。 8．小鹿在奶茶店买热饮时发现：用透明塑料杯装的热奶茶，杯子会变软变形；而用厚纸杯装的热奶茶，杯子保持形状不变。她猜想这可能与“材料的导热性”有关。设计了如下的实验方案：①取两个同款透明塑料杯甲和乙，甲杯装70℃的热水，乙杯装等量5℃的冷水，静置 5min后，观察到甲杯变软凹陷，乙杯形状不变；②取一个透明塑料杯丙和同规格的纸杯丁，两杯均装入等量 70℃的热水，静置 5min后，观察到丙杯变软凹陷，丁杯无变化。上述哪个方案可以验证小鹿的猜想（    ） A．①和②都可以 B．只有① C．只有② D．①和②都不可以 9．为了研究“摆的摆动快慢与什么因素有关”，小明和同学进行了如图所示的对比实验，他们研究的问题是摆的摆动快慢与（　　） A．摆锤形状的关系 B．摆锤轻重的关系 C．摆幅大小的关系 D．摆绳长短的关系 10．在许多科学探究中，研究的问题涉及（或可能涉及）两个及以上的变量时，应（　　） A．每次只改变其中一个变量，而控制其他变量不变 B．同时改变多个变量，一次性完成实验 C．所有变量不改变，多次进行实验 D．以上皆可 11．小王同学用毫米刻度尺测量一个圆形物体的直径，他用同一把刻度尺测量了4次，测量的数据为2.27cm、2.28cm、2.89cm、2.29cm，其中错误的数据是 ，除去错误的数据后，圆形物体的直径应为 cm。 12．“神舟十七号”载人飞船返回舱着陆时，降落伞都起到了重要作用。科技小组想探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞绳长和降落伞面积的关系。他们将同一沙包分别挂在不同的自制降落伞下，使其从同一高度由静止自由落下。 (1)若想探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞绳长的关系，应控制降落伞面积不变，改变 。 (2)为探究挂有降落伞的物体下降的快慢与降落伞面积的关系，请你为科技小组设计一个记录实验数据的表格。 (3)除了本实验提出的因素外，还有多种因素会影响降落伞下降的速度，请你提出一可探究的问题： 。 13．小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近。那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想： 猜想1：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的质量有关； 猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关； 猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关。 (1)小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的测量器材是 ； (2)如图所示，小明让不同质量的小球从相同高度的球台上同一斜面的同一高度滚下（保证小球离开球台面时速度相同），测得小球的落地点到球台的水平距离均相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； (3)小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到下列数据： 同一玻璃球，h=0.2m 次数 球台高度 小球的落地点到球台的水平距离 1 0.5 0.63 2 1.0 0.89 3 1.5 1.09 则可验证猜想 ，可得到的结论是： 。 14．载人飞船返回舱落地前的降落伞系统是载人飞船当之无愧的保护神。航天迷小明想研究返回舱开伞后降落伞下降的快慢与哪些因素有关，进行了下列猜想： 猜想1：降落伞下降的快慢与降落伞的面积有关； 猜想2：降落伞下降的快慢与降落伞的总质量有关； 为探究以上影响因素，小明利用卷尺、秒表、细绳、纺织布、剪刀、小塑料袋、细沙等器材，进行模拟降落伞的探究实验，如图甲所示，将纺织布裁剪成0.5m2、1m2、1.5m2的圆形，每个边角系上一根细绳，所有细绳另一端系上一个小塑料袋。在小塑料袋中装一定量的沙子，控制降落伞（如图乙）总质量分别为40g、60g和80g。 请回答下列问题： (1)为了验证猜想1，小明使用三种不同面积的伞，实验时控制绳长、降落伞的降落高度相同，控制降落伞的总质量均为40g进行实验，发现面积是0.5m2时，下落时间是3.67s；面积是1m2时，下落时间是5.81s；面积是1.5m2时，下落时间是7.91s。可得结论：在降落伞的总质量一定时， ，降落伞下降越慢。该实验是通过比较 来判断降落伞下降的快慢； (2)在验证猜想2时，小明使用面积为1m2的伞，总质量为40g时，下落时间为t1；使用1.5m2的伞，总质量为80g时，下落时间为t2。经过比较，发现t1>t2，由此可以验证猜想2正确。你认为这一过程所得的结论是否可信？ （选填“可信”或“不可信”），理由是 ； (3)除本实验提出的因素外，还有多种因素会影响降落伞下降的速度，请你提出一个可探究的问题： 。 15．做完“装满水的杯子里还能装多少回形针”的实验，下列感悟不合理的是（　　） A．猜想和实验的结果往往差别很大，所以实验很重要 B．进行实验探究是学习物理的重要手段 C．实验探究是科学家的事，与初中生无关 D．本实验的探究过程比得到放入的回形针的数量这个结果更有意义 16．月考的成绩公布了，小明的物理考了70分，同桌小聪考了85分。小明心想：小聪的物理学习为什么比我好呢？是他比我更聪明吗？还是比我更努力呢？还是方法更科学呢？为了弄清这个问题，此后的一段时间里小明开始认真观察起小聪的学习过程来。这其实就是一个科学探究。“小聪的物理学习为什么比我好呢”相当于 环节；“是他比我更聪明吗？还是比我更努力呢？还是方法更科学呢”相当于 环节，当影响因素大于或等于两个时，需用到 法，每次只研究其中一个影响因素，而保持其他因素不变；“此后的一段时间里小明开始认真观察起小聪的学习过程来”相当于 环节。 17．（2024·湖南长沙·中考真题）为给课桌裁剪一块合适的课桌垫，小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量，记录的数据分别为66.8cm、67.0cm、67.5cm。则课桌长度的测量结果应为（    ） A．66.8cm B．67.0cm C．67.1cm D．67.5cm 18．（2024·陕西安康·模拟预测）在杭州亚运会跳水项目中全红婵再一次上演“水花”消失术，为我国争得两枚金牌。运动员跳台比赛中入水时的水花大小与什么因素有关呢？小明经查阅资料知道：跳水运动员入水时的水花大小可能与运动员的入水速度、迎水面积（下落时与水的接触面积）及入水角度等有关。为了检验自己的猜想，他利用如图所示装置进行了多次模拟实验。 组别 距离水面高度 迎水面积 入水角度 水花大小 ① 1m 10cm² 30° 大 ② 1m 10cm² 60° 中 ③ 1m 10cm² 90° 小 ④ 1m 5cm² 90° 很小 (1)“入水时的水花大小可能与运动员入水速度、迎水面积及入水角度有关”，这是科学探究中的_____________。 A．提出问题 B．猜想与假设 C．分析与论证 (2)小明将质量相同的小球分别由a、b、c三条通道口由静止释放（如图所示），他的目的是探究运动员入水时水花大小与 的关系。若用相同质量而大小不同的小球，从同一位置沿同一个路径释放，是为了探究入水时 对水花大小的影响。 (3)为了研究迎水面积对入水时的水花大小的影响，可选择 两组进行比较。 (4)通过分析实验结果，可以得出结论：同一运动员入水速度相同时，迎水面积 ，入水角度 ，入水时水花越小。 (5)如果你是运动员的教练，根据实验结果，要想获得更高得分，你对运动员的要求是 19．（2020·浙江嘉兴·中考真题）降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具，广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣，并开展了以下实验。 [实验器材]①纱布、棉布、防水布；②小沙包若干；③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。 [提出问题]降落伞下降的速度与哪些因素有关？ [建立假设] 假设一：降落伞下降的速度与伞面材料有关； 假设二：降落伞下降的速度与伞面面积有关； 假设三：降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。 [收集证据]如图，将沙包挂在降落伞上，并使它从同一高度自由下落。实验时，同学们发现实验器材中缺少一种测量工具 ，完善实验器材后继续实验，获得以下数据。 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的 总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 [得出结论]分析上述数据，发现降落伞下降的速度与 有关。 [思考讨论]进一步分析发现，针对建立的假设，所收集的证据并不完整，请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$