1.4 尝试科学探究（举一反三讲义）物理沪粤版2024八年级上册

第4讲 尝试科学探究 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：探究摆的奥秘 2 知识点2：科学探究的过程 4 【巩固训练】 5 【学科素养】 1．科学观念：通过探究摆的奥秘，形成对摆的运动规律（摆动快慢与摆长、摆锤轻重等因素关系 ）的科学认识，构建初步的运动与相互作用观念，理解物理现象背后的规律； 2．科学思维：经历猜想与假设、分析与论证等过程，培养逻辑推理能力，学会基于实验证据进行科学分析、归纳总结，提升科学思维水平； 3．科学探究：完整参与 “提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估与反思” 科学探究环节，掌握科学探究的基本方法和流程，提升探究实践能力； 4．科学态度与责任：通过小组合作探究，养成实事求是、尊重他人、乐于交流合作的科学态度；体会物理知识在解决实际问题（摆钟修理 ）中的应用，增强对物理学科的兴趣和责任感，认识到科学探究对认识自然的重要意义。 重点： 1.引导学生完整经历科学探究的各个环节，理解每个环节的意义和操作方法，如如何合理提出问题、基于经验和知识进行猜想假设，怎样设计有效实验方案并规范进行实验、收集处理数据； 2.基于实验数据，分析归纳得出摆的摆动快慢与摆长、摆锤轻重等因素的关系，形成科学结论，理解摆的运动规律。 难点： 1.准确设计实验方案，控制变量（如探究摆锤轻重影响时，保证摆长、摆动角度等其他因素相同；探究摆长影响时，保证摆锤等因素相同 ），理解控制变量法在物理探究中的应用及重要性； 2.对实验数据进行科学分析与论证，排除偶然因素干扰，从数据中提炼出普遍规律，形成可靠结论；同时，有效开展评估与反思，思考探究过程的不足与改进方向，深刻理解科学探究的严谨性。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：探究摆的奥秘 1. 科学探究的核心 科学的核心在于探究，是学习物理的关键，正是要掌握科学探究的思维与方法。本节课将以 “摆的奥秘” 为探究主题，如同推开一扇通往物理世界的大门 —— 从观察摆钟走时的生活现象出发，带领大家亲历提出问题、猜想假设、实验验证的完整探究流程，在动手与思考中感受科学探究的魅力，正式开启充满好奇与发现的物理探究之旅。 2. （1）提出问题 基于观察和实验提出物理问题是科学探究第一步。爱因斯坦 “提出问题比解决问题更重要”，结合摆钟情境，本节课探究的问题：摆摆动快慢受哪些因素影响？摆动一次时间由什么决定？ （2）猜想与假设 小慧和同学的猜想：摆动快慢可能与摆锤轻重、偏离角度、摆长有关。说明猜想不是胡思乱想，是基于经验和知识的试探性解释，牛顿 “没有大胆猜测，就没有伟大发现”。 （3） 设计实验与制订方案 思维历程1：选择器材 金属柱 → 细线 摆锤 → 小球 挂钟座 → 铁架台 所选器材：铁架台、细线、小球、夹子、计时器、刻度尺。 实验装置图： 思维历程2：测量时间（钟摆摆动一次的时间太短，不易测量） 累计法：①一段时间内，数出摆动的次数。 ②摆动相同的次数，测出所用的时间。 思维历程3：每次实验改变几个影响因素。 控制变量法：每次只能改变一个因素，其他因素不能改变。 （4）获取与处理信息 实验一：（轻重不同的小球） 摆长与摆角不变，改变摆锤的轻重。 使用大小相同的铜球与铝球 实验二：（不同长度的悬线） 摆锤的轻重与摆角不变，改变摆线的长度l。 实验三：（不同摆角） 摆锤的轻重与摆长不变，改变摆角 （5）分析与论证 得出结论：悬线长度相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重（材料）及偏离角度无关；摆球摆动一次的时间只跟悬线的有关，悬线越长，摆球的摆动越慢。 （6） 评估与反思 评估就是对整个探究过程的反思，养成对科学探究过程进行评估的习惯，是科学探究本身的需要。 ①如果再多进行几次实验，那么总结出的结论可能会更可靠； ②探究活动中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在利用停表测量时间时，由于个人操作上的原因，可能使误差较大； ④结论是可靠的。 【典例1】如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想：秋千往返一次的时间是否与绳长有关？ 【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千，如图乙所示，悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如表所示： 实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动十次的总时间/s 小球往返摆动一次的时间t/s 1 60.0 15.8 1.58 2 80.0 18.1 1.81 3 100.0 20.0 2.00 【解释】同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 。由此可知，秋千未坐人时（如图甲所示）往返一次的时间与绳长有关； 【交流】 （1）该探究所需的测量工具有量角器、 和 ； （2）该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间。 ①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ； A．物理书中一张纸的厚度； B．一支铅笔的长度； C．一首歌演唱的世间； ②采用这种方法的目的是减小测量的 ； （3）该同学联想到杂技演员荡秋千，有时站着，有时坐着。由此合理猜想，演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着比站着往返一次的时间更 。（温馨提示：杂技动作，请勿模仿） 【答案】 夹角 长 刻度尺 秒表 A 误差 长 【难度】0.65 【知识点】时间的估测、减小误差的方法 【详解】[1]实验采用控制变量法，实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同，改变摆长，故用同一小球 由静止释放，保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。 [2]由表格数据可知，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越长。 （1）[3][4]由表格数据可知，实验需要控制摆下时的角度不变，改变摆长，测量小球往返摆动的时间，故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。 （2）[5]小球往返摆动一次的时间不易测准，于是测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间，该方法为累计法； A．物理书中一张纸的厚度很小，小于刻度尺的分度值，很难直接测量，故可以先测量一整本书的厚度，再除以纸张的数量，从而得到一张纸的厚度，采用了累计法，故A符合题意； B．一支铅笔的长度较长，可以直接使用刻度尺测量，故B不符合题意； C．一首歌演唱的时间，可以直接用秒表测量时间，故C不符合题意。 故选A。 [6]由于所测量的物体小于分度值，直接测量时会产生较大的误差，故采用这种方法的目的是减小测量的误差。 （3）[7]演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着的重心位置比站着的重心位置更低，即坐着时的摆长更长，摆长越长，往返一次的时间更长，故坐着时往返一次的时间更长。 【变式1】（24-25八年级上·河北廊坊·阶段练习）小明通过阅读伽利略发现单摆等时性的故事，激发了他的探究热情，他用一端系一个螺母的细线做成一个单摆（如图所示），观察到螺母摆动过程中，每摆动一个来回所用时间几乎相等。小明提出问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？作出猜想如下： 猜想一：可能跟螺母摆动的角度有关。 猜想二：可能跟绳子的长度L有关。 (1)为验证猜想，除铁架台、细线和螺母，还需要的测量仪器有停表、量角器和 。 (2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到数据如下表： 序号 绳子长度L/cm 螺母摆动的角度 螺母来回摆动一次的时间t/s 1 100 3 2.0 2 140 3 2.4 3 140 5 2.4 ①本实验用到的实验方法是 法。对比1、2两次实验，可得出结论：当螺母质量和摆动角度一定时，螺母来回摆动一次的时间t与 有关； ②对比2、3两次实验，可得出的结论是螺母来回摆动一次的时间t与 。 (3)摆钟就是根据这个原理制成的。有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）； (4)实验中发现，螺母摆动到 （选填“A”“B”或“C”）位置时速度最快； 【拓展】实验中发现，螺母摆动一次所用的时间很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法： 。 【答案】(1)刻度尺 (2) 控制变量 绳子长度L 螺母摆动的角度无关 (3)短 (4) B 测出摆动n次所用的时间，然后用得出单摆摆动1次所用的时间 【难度】0.65 【知识点】单摆和滚摆运动时的能量变化情况、控制变量法、时间的估测 【详解】（1）因为探究螺母来回摆动一次所用的时间t可能跟摆长、摆角、摆球质量有关，故需有测量时间的工具刻度尺、量角器、天平、秒表。 （2）①[1]影响螺母来回摆动一次所用的时间的因素有多个，探究摆动周期时，保持其它物理量不变，只改变其中一个量，这种方法叫控制变量法。 [2]由1、2两次实验数据可知，螺母摆动的角度相同，细线的长度不同，螺母摆动一次的时间不同，因此螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。 ②[3]由2、3两次实验数据可知，细线长度、螺母来回摆动一次的时间都相同，只有螺母摆动的角度不同，因此由2、3两次实验可验证猜想A，并且可得出螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动的角度无关。 （3）由表格数据可知：在同一地点（即g一定），周期的大小只与摆长有关，摆长越长，周期越大，故绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越长；摆长越短，周期越小；钟表变慢了，说明摆动一次的周期变长，因此小明应将摆钟的摆长调短。 （4）[1]从高处向下摆，重力势能转化为动能，速度变大，故B点的速度最快。 [2]螺母摆动一个来回所用时间很难测准，解决这个问题的办法可以是采用累积法，即可以测出摆动n次所用的时间t，然后用得出单摆摆动1次所用的时间。 【变式2】（2025·贵州遵义·二模）小明荡秋千时感觉每次摆动的时间都很接近。于是他对秋千来回摆动一次所用的时间t产生了如下猜想： 猜想一：可能跟人体质量m有关； 猜想二：可能跟绳子长度L有关； 猜想三：可能跟开始推动的距离s有关。 为验证猜想，他设计如图所示装置，在竖直木板上画出方格，用细线拴住小物块模拟秋千，质量不等的小物块代替不同质量的人进行实验。分别测出不同小物块的质量m和来回摆动一次所用的时间t后，得到表中数据。 序号 小物块质量m/g 移开距离s/格 悬线长度L/格 来回一次时间t/s 1 20 3 12 2.1 2 40 3 12 2.1 3 60 3 12 2.1 4 60 2 12 2.1 5 60 1 12 2.1 6 60 3 9 1.9 7 60 3 6 1.5 (1)分析表中数据得出：小物块来回摆动一次的时间t与 无关，与 有关； (2)要对初步结论继续进行探究，这时应只改变 进行多次实验，测出小物块不同情况来回摆动一次所用的时间，找出规律，分析论证得到更具体的关系； (3)交流过程中，小明提出：“小物块摆动一次所用时间很难准确测量”，请你帮他想一个更准确的测量方法 ； (4)摆钟就是根据本实验得到的结论制成。当摆钟变慢时，要把它调准，应将摆钟的摆长 （选填“调长”或“调短”）。 【答案】(1) 小球质量、移开距离 悬线长度 (2)悬线长度 (3)见解析 (4)调短 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具、控制变量法 【详解】（1）[1]由1、2、3次实验可知，小物块的质量不同，悬线长度相同，移开距离相同，来回一次时间相同，所以秋千来回摆动一次所用的时间与人体质量无关。由3、4、5次实验可知，小物块的质量相同，移开距离不同，悬线长度相同，来回一次时间相同，所以秋千来回摆动一次所用的时间与移开距离无关。 [2]由3、6、7次实验可知，小物块的质量相同，移开距离相同，悬线长度不同，来回一次时间不同，所以秋千来回摆动一次所用的时间与悬线长度有关。 （2）由表中数据分析可知，秋千来回摆动一次所用的时间与悬线长度有关，为了得出普遍规律，应只改变悬线长度进行多次实验。 （3）可以测出小物块摆动N次的总时间，再用总时间除以N，便是摆动一次用的时间。 （4）由表中数据可知，其它条件不变，悬线越长，来回一次时间越长，所以当摆钟变慢时，要把它调准，应该减小悬线长度，即调短摆长。 【变式3】（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用的时间几乎相等；于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢? 猜想A：可能跟螺母摆动的最大角度θ有关； 猜想B：可能跟绳子的长度L有关； (1)为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有秒表、量角器和 ； (2)小明实验时发现，当螺母摆动到 （选填“A”或“C”、“B”）开始计时，测量结果更准确； (3)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间后，得到一些数据如表； 序号 细线长度L/cm 螺母摆动的最大角度 螺母来回摆动一次所用的时间 1 100 20 2.0 2 140 20 2.4 3 140 30 2.4 ①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间与 有关； ②对比2、3两次实验，可验证猜想 （填字母），得出的结论：螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动最大的角度 （选填“有关”或“无关”），实验中我们采取的方法是 ； (4)有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）。 【答案】(1)秒表 (2)B (3) 细线长度 A 无关 控制变量法 (4)短 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具 【详解】（1）由于实验中需要测量螺母来回摆动一次所用的时间，所以还需要测量时间的工具秒表。 （2）螺母摆动到A或C时的位置不固定，不容易记录，因此从B点开始计时，误差较小，记录的时间更准确。 （3）①[1]由1、2两次实验数据可知，螺母摆动的角度相同，细线的长度不同，螺母摆动一次的时间不同，因此螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。 ②[2][3]由2、3两次实验数据可知，细线长度、螺母来回摆动一次的时间都相同，只有螺母摆动的角度不同，因此由2、3两次实验可验证猜想A，并且可得出螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动的角度无关。 [4]由于实验中控制细线长度相同，改变螺母摆动的角度，探究螺母来回摆动一次的时间与螺母摆动角度的关系，所以实验中采用的方法是控制变量法。 （4）由实验数据可知，其它条件相同时，摆长越短，钟摆来回摆动一次的时间越小，钟表走时越快，所以应将摆钟的摆长调短。 知识点2：科学探究的过程 1. 过程总结 2. 进行科学探究的基本方法是观察和实验，观察和实验也是认识自然规律的重要途径。 3. 科学探究包括七个要素，即提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、合作与交流。 【典例1】（2025·江苏盐城·三模）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 【难度】0.65 【知识点】控制变量法 【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。 【变式1】（2025·江苏扬州·一模）科学探究通常包括问题、证据、解释、交流等步骤，小明在学校实践基地参加劳动实践后产生了疑问：蔬菜大棚的塑料膜为什么都是无色透明的？这属于科学探究中的（　　） A．问题 B．证据 C．解释 D．交流 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】提出可以探究的假设 【详解】小明提出“蔬菜大棚的塑料膜为什么都是无色透明的？”，这是科学探究中的提出问题的环节，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2】（24-25八年级上·贵州遵义·期末）小明购买乒乓球时，分别挑选了有缝和无缝乒乓球从同一高度静止释放，比较它们反弹的高度，由此判断哪种乒乓球的弹性更好。此操作属于科学探究环节中的（　　） A．提出问题 B．进行实验 C．猜想和假设 D．交流与评估 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】提出可以探究的假设、提出可能存在的问题、正确地完成探究过程、科学地分析探究数据 【详解】挑选有缝和无缝乒乓球从同一高度静止释放，比较它们反弹的高度，由此判断哪种乒乓球的弹性更好，属于实验操作环节，所以此操作属于科学探究环节中的进行实验，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式3】（24-25八年级上·四川成都·期末）我们学习物理，也应该像科学家那样注意观察和思考，勤于探究。科学探究的第一步是（　　） A．猜想与假设 B．交流与合作 C．提出问题 D．分析论证 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】提出可能存在的问题 【详解】科学探究过程一般要经历的主要环节有：提出问题，猜想与假设、制定计划、收集证据，评估。故科学探究的第一步是提出问题，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【巩固训练】 1．（24-25八年级上·江苏徐州·期末）如图所示，一个装满水的杯子里还能放多少回形针？要想知道答案，最科学的办法是（    ） A．询问老师 B．网络搜索 C．查阅书籍 D．实验探究 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】控制变量法、实验推理法 【详解】一个装满水的杯子里还能放多少回形针，最直接的科学方法应该是通过实验来验证。设计一个实验，控制所有可能影响结果的变量，重复多次，记录数据，然后分析得出结论。因此，答案应该是通过实验探究，多次放入回形针并记录数量，同时控制变量，确保结果的准确性。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．（24-25八年级上·四川成都·期末）小华指着厨房桌面上的一小块白色固体，问妈妈“这是什么？”妈妈说：“可能是蜡块，也可能是小石子。”爸爸说：“把它放到水中，如果沉下去就是小石子，如果漂浮着就是蜡块。”小华的妈妈与爸爸的说法分别属于科学探究过程中的（　　） A．猜想与设计实验 B．设计实验与得出结论 C．提出问题与设计实验 D．猜想与进行实验 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】提出可以探究的假设、列出完整的探究步骤 【详解】妈妈说“可能是蜡块，也可能是小石子”，这是对白色固体是什么的一种猜测，属于科学探究中的猜想环节；爸爸说“把它放到水中，如果沉下去就是小石子，如果漂浮着就是蜡块”，这是对如何鉴别这个白色固体的一种设计，属于设计实验环节。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．（24-25八年级上·四川成都·期末）体育课掷铅球活动后，同学们对铅球制作材料进行讨论，有同学认为“铅球”是铁制的，并从实验室借来器材测量其密度。“认为铅球是铁制的”这一过程属于科学探究中哪一步（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．收集证据 D．得出结论 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】提出可以探究的假设 【详解】“认为铅球是铁制的”是一种猜测，所以属于科学探究中猜想与假设，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（24-25八年级上·广西桂林·期末）近150年来全球平均气温升高了1℃。有科学家认为可能是由于全球大量排放二氧化碳而造成的温室效应。科学家提出的该观点属于科学探究中的：（   ） A．提出问题 B．猜想与假设 C．设计实验 D．交流评估 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】提出可以探究的假设 【详解】科学探究的七个要素：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验收集数据→分析与论证→评估→交流与合作；针对近150年来全球平均气温升高了1℃的问题，有科学家认为可能是由于全球大量排放二氧化碳而造成的温室效应，这属于科学探究中的猜想与假设。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．（24-25八年级上·山东菏泽·期末）小聪发现，冬天哈气时容易产生“白气”，夏天则不常见，这是什么原因呢？小聪想到夏天和冬天主要不同的是气温，所以认为是气温决定了是否能哈出“白气”。为了验证自己的想法，小聪分别在温度很低的室外和温度较高的室内哈气并观察是否有“白气”产生。小聪“认为是气温决定了是否能哈出白气”属于科学探究的 （　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验、收集证据 D．得出结论、作出解释 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】正确地完成探究过程 【详解】科学探究的主要环节有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证解释、评估、交流与合作。而小聪“认为是气温决定了是否能哈出白气”属于科学探究的猜想与假设，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．（24-25八年级上·江苏扬州·期末）科学探究要经历几个必要的步骤，科学家的研究发现也是如此．在探究“晚间照镜子时，灯照射什么位置更容易看清自己的脸”，小明晚上“关闭房间里的灯，用手电筒试了试。“用手电筒试了试”这一环节属于科学探究中的（   ） A．问题 B．证据 C．解释 D．交流 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】提出可以探究的假设、正确地完成探究过程 【详解】对照探究实验的几个要素可知，小明晚上“关闭房间里的灯，用手电筒试了试”，这属于提供证据环节，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（24-25八年级上·河南平顶山·期中）关于跨学科实践步骤更科学的是（   ） A．项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 B．项目提出→查阅资料→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 C．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 D．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】提出可能存在的问题、提出可以探究的假设、确定明确的探究目标、正确地完成探究过程、科学地分析探究数据 【详解】项目提出：这是任何项目的起点，明确要解决的问题或目标。 项目分析：对项目进行深入分析，理解其需求和挑战。 查阅资料：在明确项目后，需要查阅相关资料以获取必要的信息和知识。 搜集材料：根据项目需求，搜集所需的材料和资源。 制作模型：利用搜集到的材料，根据分析和设计制作模型。 模型测试：对制作的模型进行测试，验证其功能和效果。 展示评估：向相关人员展示模型，并接受评估和反馈。 模型改进：根据测试和评估结果，对模型进行必要的改进。 A选项（项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进）的顺序最为科学，因为它遵循了从明确问题到分析、准备、实施、测试、评估和改进的自然流程。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．（24-25八年级上·山东淄博·期中）下列不属于科学思维方法的是（    ） A．分类 B．建立模型 C．预测 D．创新 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】物理常识、理想模型法、逆向思维法 【详解】A．分类是科学研究中常用的一种方法，它通过将事物按照某种标准或特征进行归类，从而帮助我们更好地理解和分析事物。分类是科学思维的重要组成部分，故A不符合题意； B．建立模型是科学研究中另一种重要的方法。模型是对实际事物或现象的简化、抽象和概括，它可以帮助我们更好地理解和预测事物的行为和变化。建立模型也是科学思维的一种重要方式，故B不符合题意； C．预测是基于已有的知识和经验，对未来事物或现象的可能发展进行推断和估计。预测在科学研究中具有重要意义，它可以帮助我们提前做好准备，应对可能的变化和挑战。预测同样是科学思维的一种体现，故C不符合题意； D．虽然创新在科学研究中非常重要，但它本身并不直接构成一种科学思维方法。创新更多地是一种思维品质或能力，它体现在对已有知识和技术的突破和创造上。科学思维方法更侧重于如何运用逻辑思维、批判性思维等方式来理解和解决问题，而创新则更多地关注于如何产生新的想法和解决方案。故D符合题意。 故选D 。 9．（24-25八年级上·山西长治·期中）如图甲所示是小区里的秋千，小溪同学猜想比她重很多的爸爸荡秋千往返一次的时间应该比自己更短。为了验证自己的猜想，小溪同学设计了下面的实验进行探究。 实验思路： （1）小溪同学用细线系上一个小铁球模拟秋千，如图乙所示，点O到小铁球中心的距离记为摆长l，每次让小铁球由静止释放。该实验需要的测量工具有量角器、刻度尺、天平和 。 实验过程： （2）保持细线与竖直方向的夹角的大小不变，改变小铁球的质量，实验结果如下表： 实验序号 摆长l/cm 小铁球质量m/g 小铁球往返摆动 10次总时间/s 小铁球往返摆动1次的时间/s 1 100 40 20 2 2 50 20 2 3 60 20 2 实验结论： （3）摆长一定且保持释放时细线与竖直方向的夹角的大小不变，小铁球往返1次的时间与小铁球的质量 （选填“有关”或“无关”），这种研究问题的方法是 。 实验评估： （4）实验时，测出小铁球往返摆动10次的总时间，再计算出往返摆动1次的时间，这样做的原因是 。请列举一例利用类似方法测量的例子： ； （5）实验结束后，小溪爸爸认为这样得出的结论不具有普遍性，你认为小溪接下来该如何做？ 。（合理即可） 【答案】 秒表 无关 控制变量法 见解析 见解析 见解析 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具、控制变量法 【详解】（1）[1]根据表格中测量摆长和时间，因而需要测量小铁球往返摆动10次总时间，需要用秒表测量时间。 （3）[2][3]由表中数据可知，释放时细线与竖直方向的夹角的大小不变，摆长不变，改变小球的质量，小铁球往返摆动1次的时间相同，说明小铁球往返1次的时间与小铁球的质量无关，用到控制变量法。 （4）[4][5]实验中小铁球摆动一次的时间较短误差较大，通过测出小球往返摆动10次所需的时间然后计算，这样达到减小误差的目的，通过测量一摞纸的厚度得到一张纸的厚度可以减小误差。 （5）[6]为了使结论具有普遍性，改变摆长l，依次悬挂上述三个小铁球进行实验，并记录实验数据。 10．（24-25八年级上·江西南昌·期中）【探究名称】秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关 【问题】小黄、小庆和小关三位同学在操场上玩荡秋千，细心的小黄发现，秋千往返摆动一次的时间几乎一样，三人对此问题进行研究，提出了以下猜想： 猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人与秋千坐垫的总质量有关。 猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的摆长（从O点到小球中心的距离）有关。 猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线的最大距离有关。 【证据】为了验证上述问题，他们来到实验室，找来刻度尺、停表、细线、小球，依照物理学习中的科学方法，按如图所示进行实验，得到下表中的数据： 实验序号 小球质量m/g 从O点到小球中心的距离L/m 小球摆动距中心线最大距离s/m 小球往返摆10次所用的时间t/s 小球往返摆动1次所用的时间t0/s 1 20 0.8 0.10 18.0 1.80 2 20 1.0 0.14 20.0 2.00 3 20 1.2 0.10 22.0 2.20 4 30 1.0 0.14 20.0 2.00 5 30 1.0 0.10 20.0 2.00 请你通过分析回答下列问题： 【交流】（1）为验证猜想1，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （2）为验证猜想2，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （3）为验证猜想3，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （4）实验结论：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。 【解释】（1）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 。 （2）本实验中，进行多次实验的目的 。 （3）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”）。 【答案】 2、4 1、3 4、5 摆长 空气对小球有摩擦阻力 寻找普遍规律，避免偶然性 短 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具、控制变量法 【分析】决定秋千往返摆动的时间可能有：摆长、质量、摆动幅度。一定利用控制变量法分析，即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时，一定保证其它两个因素不变。 【详解】[1]为验证猜想1，即秋千往返摆动一次所用的时间与人与秋千坐垫总质量的关系，必须控制O点到小球中心的距离L、小球摆动距中心线最大距离相同，只改变总质量，故分析比较实验序号2、4即可； [2]为验证猜想2，即秋千往返摆动一次所用的时间与秋千摆长（从O点到小球中心的距离）的关系，必须控制摆动距中心线最大距离和小球质量相同，只改变O点到小球中心的距离L，即摆长，故分析比较实验序号1、3即可； [3]为验证猜想3，即秋千往返摆动一次所用的时间与秋千摆动时离开中心线的最大距离的关系，必须控制O点到小球中心的距离L和小球质量相同，只改变小球摆动距中心线最大距离，故分析比较实验序号4、5即可； [4]由2、4数据可知，小球往返摆动一次的时间跟质量无关；由4、5数据可知，小球往返摆动1次所用的时间与秋千摆动时离开中心线的最大距离无关；由1、3数据可知在摆动距中心线最大距离、小球质量相同时，摆长越大，小球往返摆动1次所用的时间越长；所以小球往返摆动一次的时间由摆长决定。 [5]实验发现，小球只能摆动一段时间，小球停下来的原因可能是空气对小球有摩擦阻力； [6]本实验中，进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免偶然性； [7]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，根据实验结论可知应将摆钟的摆长适当调短，加快摆动。 11．（24-25八年级上·河北邯郸·期中）小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用的时间几乎相等；于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？ 序号 细线长度L／cm 螺母摆动的最大 角度θ／° 螺母来回摆动一次所用的时间 t／s 1 100 20 2.0 2 140 20 2.4 3 140 30 2.4 猜想A：可能跟螺母摆动的最大角度θ有关；      猜想B：可能跟绳子的长度L有关； (1)为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有量角器、 和 ； (2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到一些数据如表： ①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与 有关； ②对比2、3两次实验，可验证猜想 （填字母）。实验中我们采取的实验方法是 （选填“控制变量法”或“等效替代法”）； (3)综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟绳子的长度L有关，且绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越 ，摆钟就是根据这个原理制成的。有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 。（两空均选填“长”或“短”） 【答案】(1) 秒表 刻度尺 (2) 细线长度 A 控制变量法 (3) 长 短 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具、时间的估测 【详解】（1）[1][2]由于实验中需要测量螺母来回摆动一次所用的时间和细线的长度，所以还需要测量时间的工具秒表和测量长度的刻度尺。 （2）[1]由1、2两次实验数据可知，螺母摆动的角度相同，细线的长度不同，螺母摆动一次的时间不同，因此螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。 [2]由2、3两次实验数据可知，细线长度、螺母来回摆动一次的时间都相同，只有螺母摆动的角度不同，因此由2、3两次实验可验证猜想A。 [3]由于实验中控制细线长度相同，改变螺母摆动的角度，探究螺母来回摆动一次的时间与螺母摆动角度的关系，所以实验中采用的方法是控制变量法。 （3）[1]由实验数据可知，在同一地点，螺母来回摆动一次的时间只与摆长有关，摆长越长，螺母来回摆动一次的时间越大，故绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越长。 [2]由于摆长越短，钟摆来回摆动一次的时间越小，钟表走时越快，所以应将摆钟的摆长调短。 12．（24-25八年级上·山西晋中·期中）最近，小明发现家里的摆钟走快了，为了使摆钟走时精准，小明进行了“探究影响摆钟摆动快慢的因素”的实验，找到修理摆钟的方法。表一实验中，摆锤质量不同（体积相同的实心铁球和空心铁球各一个），摆长相同，摆角相同；表二实验中，摆锤质量相同（用同一个摆球），摆角相同，摆长不同。（注：摆锤往返摆动记为1次） 表一  摆动快慢与摆锤质量的关系 摆锤 实心铁球 空心铁球 摆动次数/次 10 20 10 20 时间/s 15 30 15 30 表二  摆动快慢与摆长的关系 摆长/cm 80 100 摆动次数/次 10 20 10 20 时间/s 18 36 20 40 (1)小明在实验中探究的是摆钟摆动的快慢跟 和 的关系； (2)由表一中数据可以得到的结论是 ； (3)由表二可知，为了使摆钟走时准确，小明可以 。 【答案】(1) 摆锤质量 摆长 (2)见解析 (3)增加摆长 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具 【详解】（1）[1][2]表一中探究摆动快慢与摆锤质量的关系，表二中探究摆动快慢与摆长的关系。 （2）由表一中数据可知，体积相同的实心铁球和空心铁球的质量不同，摆动的次数相同时，摆动的时间相同，得到的结论是：在摆线长度和摆角一定时，摆动的周期与摆球的质量无关。 （3）由表二中数据可知，摆线的长度不同时，摆动的周期不同，在其它条件相同时，摆线越长，摆动的周期越长，当家里的摆钟走快了，可以适当增加摆线的长度使摆钟走时准确。 13．（24-25八年级上·辽宁丹东·期中）周末，物理老师留了“制作一个周期为2s的摆”的家庭作业。小新在完成作业的过程中发现两个绳长不同的摆往返一次的时间（周期）不同；于是他猜想：摆的周期可能与绳长有关。 证据： 小新用细线系上一个小球做了一个摆，如图所示，悬点O到小球中心的距离简称摆长L。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如下表： 实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动十次的总时间 小球往返摆动一次的时间t/s 1 60.0 15.8 1.58 2 80.0 18.1 1.81 3 100.0 20.0 2.00 解释： 同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 ；由此可知，摆往返一次的时间与摆长有关； 交流： （1）该探究所需的测量工具有量角器、 和 ； （2）小新发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间； ①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ； A．物理书中一张纸的厚度    B．一支铅笔的长度    C．一杯水的温度 ②采用这种方法的目的是减小测量的 ； （3）要做一个周期为2s的摆，需要摆的摆长为 cm。 【答案】 夹角 长 刻度尺 秒表 A 误差 100.0 【难度】0.65 【知识点】测量时间的工具 【详解】[1]实验采用控制变量法，实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同，改变摆长，故用同一小球由静止释放，保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。 [2]由表格数据可知，摆长越长，小球往返摆动十次的总时间越长，则小球往返摆动一次的时间越长。 （1）[3][4]由表格数据可知，实验需要控制摆下时的角度不变，改变摆长，测量小球往返摆动的时间，故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。 （2）①[5]小球往返摆动一次的时间不易测准，于是测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间，该方法为累计法； A．物理书中一张纸的厚度很小，小于刻度尺的分度值，很难直接测量，故可以先测量一整本书的厚度，再除以纸张的数量，从而得到一张纸的厚度，采用了累计法，故A符合题意； B．一支铅笔的长度较长，可以直接使用刻度尺测量，故B不符合题意； C．一杯水的温度通常在0℃~100℃之间，可以直接使用温度计进行测量，故C不符合题意。 故选A。 ②[6]由于所测量的物体小于分度值，直接测量时会产生较大的误差，故采用这种方法的目的是减小测量的误差。 （3）[7]由表中数据可知，摆长为100.0cm时，小球往返摆动十次的总时间为20.0s，则小球往返摆动一次的时间为2s，所以要做一个周期为2s的摆，需要摆的摆长为100.0cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4讲 尝试科学探究 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：探究摆的奥秘 2 知识点2：科学探究的过程 4 【巩固训练】 5 【学科素养】 1．科学观念：通过探究摆的奥秘，形成对摆的运动规律（摆动快慢与摆长、摆锤轻重等因素关系 ）的科学认识，构建初步的运动与相互作用观念，理解物理现象背后的规律； 2．科学思维：经历猜想与假设、分析与论证等过程，培养逻辑推理能力，学会基于实验证据进行科学分析、归纳总结，提升科学思维水平； 3．科学探究：完整参与 “提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估与反思” 科学探究环节，掌握科学探究的基本方法和流程，提升探究实践能力； 4．科学态度与责任：通过小组合作探究，养成实事求是、尊重他人、乐于交流合作的科学态度；体会物理知识在解决实际问题（摆钟修理 ）中的应用，增强对物理学科的兴趣和责任感，认识到科学探究对认识自然的重要意义。 重点： 1.引导学生完整经历科学探究的各个环节，理解每个环节的意义和操作方法，如如何合理提出问题、基于经验和知识进行猜想假设，怎样设计有效实验方案并规范进行实验、收集处理数据； 2.基于实验数据，分析归纳得出摆的摆动快慢与摆长、摆锤轻重等因素的关系，形成科学结论，理解摆的运动规律。 难点： 1.准确设计实验方案，控制变量（如探究摆锤轻重影响时，保证摆长、摆动角度等其他因素相同；探究摆长影响时，保证摆锤等因素相同 ），理解控制变量法在物理探究中的应用及重要性； 2.对实验数据进行科学分析与论证，排除偶然因素干扰，从数据中提炼出普遍规律，形成可靠结论；同时，有效开展评估与反思，思考探究过程的不足与改进方向，深刻理解科学探究的严谨性。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：探究摆的奥秘 1. 科学探究的核心 科学的核心在于探究，是学习物理的关键，正是要掌握科学探究的思维与方法。本节课将以 “摆的奥秘” 为探究主题，如同推开一扇通往物理世界的大门 —— 从观察摆钟走时的生活现象出发，带领大家亲历提出问题、猜想假设、实验验证的完整探究流程，在动手与思考中感受科学探究的魅力，正式开启充满好奇与发现的物理探究之旅。 2. （1）提出问题 基于观察和实验提出物理问题是科学探究第一步。爱因斯坦 “提出问题比解决问题更重要”，结合摆钟情境，本节课探究的问题：摆摆动快慢受哪些因素影响？摆动一次时间由什么决定？ （2）猜想与假设 小慧和同学的猜想：摆动快慢可能与摆锤轻重、偏离角度、摆长有关。说明猜想不是胡思乱想，是基于经验和知识的试探性解释，牛顿 “没有大胆猜测，就没有伟大发现”。 （3） 设计实验与制订方案 思维历程1：选择器材 金属柱 → 细线 摆锤 → 小球 挂钟座 → 铁架台 所选器材：铁架台、细线、小球、夹子、计时器、刻度尺。 实验装置图： 思维历程2：测量时间（钟摆摆动一次的时间太短，不易测量） 累计法：①一段时间内，数出摆动的次数。 ②摆动相同的次数，测出所用的时间。 思维历程3：每次实验改变几个影响因素。 控制变量法：每次只能改变一个因素，其他因素不能改变。 （4）获取与处理信息 实验一：（轻重不同的小球） 摆长与摆角不变，改变摆锤的轻重。 使用大小相同的铜球与铝球 实验二：（不同长度的悬线） 摆锤的轻重与摆角不变，改变摆线的长度l。 实验三：（不同摆角） 摆锤的轻重与摆长不变，改变摆角 （5）分析与论证 得出结论：悬线长度相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重（材料）及偏离角度无关；摆球摆动一次的时间只跟悬线的有关，悬线越长，摆球的摆动越慢。 （6） 评估与反思 评估就是对整个探究过程的反思，养成对科学探究过程进行评估的习惯，是科学探究本身的需要。 ①如果再多进行几次实验，那么总结出的结论可能会更可靠； ②探究活动中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在利用停表测量时间时，由于个人操作上的原因，可能使误差较大； ④结论是可靠的。 【典例1】如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想：秋千往返一次的时间是否与绳长有关？ 【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千，如图乙所示，悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如表所示： 实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动十次的总时间/s 小球往返摆动一次的时间t/s 1 60.0 15.8 1.58 2 80.0 18.1 1.81 3 100.0 20.0 2.00 【解释】同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 。由此可知，秋千未坐人时（如图甲所示）往返一次的时间与绳长有关； 【交流】 （1）该探究所需的测量工具有量角器、 和 ； （2）该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间。 ①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ； A．物理书中一张纸的厚度； B．一支铅笔的长度； C．一首歌演唱的世间； ②采用这种方法的目的是减小测量的 ； （3）该同学联想到杂技演员荡秋千，有时站着，有时坐着。由此合理猜想，演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着比站着往返一次的时间更 。（温馨提示：杂技动作，请勿模仿） 【变式1】（24-25八年级上·河北廊坊·阶段练习）小明通过阅读伽利略发现单摆等时性的故事，激发了他的探究热情，他用一端系一个螺母的细线做成一个单摆（如图所示），观察到螺母摆动过程中，每摆动一个来回所用时间几乎相等。小明提出问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？作出猜想如下： 猜想一：可能跟螺母摆动的角度有关。 猜想二：可能跟绳子的长度L有关。 (1)为验证猜想，除铁架台、细线和螺母，还需要的测量仪器有停表、量角器和 。 (2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到数据如下表： 序号 绳子长度L/cm 螺母摆动的角度 螺母来回摆动一次的时间t/s 1 100 3 2.0 2 140 3 2.4 3 140 5 2.4 ①本实验用到的实验方法是 法。对比1、2两次实验，可得出结论：当螺母质量和摆动角度一定时，螺母来回摆动一次的时间t与 有关； ②对比2、3两次实验，可得出的结论是螺母来回摆动一次的时间t与 。 (3)摆钟就是根据这个原理制成的。有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）； (4)实验中发现，螺母摆动到 （选填“A”“B”或“C”）位置时速度最快； 【拓展】实验中发现，螺母摆动一次所用的时间很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法： 。 【变式2】（2025·贵州遵义·二模）小明荡秋千时感觉每次摆动的时间都很接近。于是他对秋千来回摆动一次所用的时间t产生了如下猜想： 猜想一：可能跟人体质量m有关； 猜想二：可能跟绳子长度L有关； 猜想三：可能跟开始推动的距离s有关。 为验证猜想，他设计如图所示装置，在竖直木板上画出方格，用细线拴住小物块模拟秋千，质量不等的小物块代替不同质量的人进行实验。分别测出不同小物块的质量m和来回摆动一次所用的时间t后，得到表中数据。 序号 小物块质量m/g 移开距离s/格 悬线长度L/格 来回一次时间t/s 1 20 3 12 2.1 2 40 3 12 2.1 3 60 3 12 2.1 4 60 2 12 2.1 5 60 1 12 2.1 6 60 3 9 1.9 7 60 3 6 1.5 (1)分析表中数据得出：小物块来回摆动一次的时间t与 无关，与 有关； (2)要对初步结论继续进行探究，这时应只改变 进行多次实验，测出小物块不同情况来回摆动一次所用的时间，找出规律，分析论证得到更具体的关系； (3)交流过程中，小明提出：“小物块摆动一次所用时间很难准确测量”，请你帮他想一个更准确的测量方法 ； (4)摆钟就是根据本实验得到的结论制成。当摆钟变慢时，要把它调准，应将摆钟的摆长 （选填“调长”或“调短”）。 【变式3】（24-25八年级上·江苏南通·阶段练习）小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用的时间几乎相等；于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢? 猜想A：可能跟螺母摆动的最大角度θ有关； 猜想B：可能跟绳子的长度L有关； (1)为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有秒表、量角器和 ； (2)小明实验时发现，当螺母摆动到 （选填“A”或“C”、“B”）开始计时，测量结果更准确； (3)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间后，得到一些数据如表； 序号 细线长度L/cm 螺母摆动的最大角度 螺母来回摆动一次所用的时间 1 100 20 2.0 2 140 20 2.4 3 140 30 2.4 ①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间与 有关； ②对比2、3两次实验，可验证猜想 （填字母），得出的结论：螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动最大的角度 （选填“有关”或“无关”），实验中我们采取的方法是 ； (4)有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）。 知识点2：科学探究的过程 1. 过程总结 2. 进行科学探究的基本方法是观察和实验，观察和实验也是认识自然规律的重要途径。 3. 科学探究包括七个要素，即提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、合作与交流。 【典例1】（2025·江苏盐城·三模）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 【变式1】（2025·江苏扬州·一模）科学探究通常包括问题、证据、解释、交流等步骤，小明在学校实践基地参加劳动实践后产生了疑问：蔬菜大棚的塑料膜为什么都是无色透明的？这属于科学探究中的（　　） A．问题 B．证据 C．解释 D．交流 【变式2】（24-25八年级上·贵州遵义·期末）小明购买乒乓球时，分别挑选了有缝和无缝乒乓球从同一高度静止释放，比较它们反弹的高度，由此判断哪种乒乓球的弹性更好。此操作属于科学探究环节中的（　　） A．提出问题 B．进行实验 C．猜想和假设 D．交流与评估 【变式3】（24-25八年级上·四川成都·期末）我们学习物理，也应该像科学家那样注意观察和思考，勤于探究。科学探究的第一步是（　　） A．猜想与假设 B．交流与合作 C．提出问题 D．分析论证 【巩固训练】 1．（24-25八年级上·江苏徐州·期末）如图所示，一个装满水的杯子里还能放多少回形针？要想知道答案，最科学的办法是（    ） A．询问老师 B．网络搜索 C．查阅书籍 D．实验探究 2．（24-25八年级上·四川成都·期末）小华指着厨房桌面上的一小块白色固体，问妈妈“这是什么？”妈妈说：“可能是蜡块，也可能是小石子。”爸爸说：“把它放到水中，如果沉下去就是小石子，如果漂浮着就是蜡块。”小华的妈妈与爸爸的说法分别属于科学探究过程中的（　　） A．猜想与设计实验 B．设计实验与得出结论 C．提出问题与设计实验 D．猜想与进行实验 3．（24-25八年级上·四川成都·期末）体育课掷铅球活动后，同学们对铅球制作材料进行讨论，有同学认为“铅球”是铁制的，并从实验室借来器材测量其密度。“认为铅球是铁制的”这一过程属于科学探究中哪一步（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．收集证据 D．得出结论 4．（24-25八年级上·广西桂林·期末）近150年来全球平均气温升高了1℃。有科学家认为可能是由于全球大量排放二氧化碳而造成的温室效应。科学家提出的该观点属于科学探究中的：（   ） A．提出问题 B．猜想与假设 C．设计实验 D．交流评估 5．（24-25八年级上·山东菏泽·期末）小聪发现，冬天哈气时容易产生“白气”，夏天则不常见，这是什么原因呢？小聪想到夏天和冬天主要不同的是气温，所以认为是气温决定了是否能哈出“白气”。为了验证自己的想法，小聪分别在温度很低的室外和温度较高的室内哈气并观察是否有“白气”产生。小聪“认为是气温决定了是否能哈出白气”属于科学探究的 （　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验、收集证据 D．得出结论、作出解释 6．（24-25八年级上·江苏扬州·期末）科学探究要经历几个必要的步骤，科学家的研究发现也是如此．在探究“晚间照镜子时，灯照射什么位置更容易看清自己的脸”，小明晚上“关闭房间里的灯，用手电筒试了试。“用手电筒试了试”这一环节属于科学探究中的（   ） A．问题 B．证据 C．解释 D．交流 7．（24-25八年级上·河南平顶山·期中）关于跨学科实践步骤更科学的是（   ） A．项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 B．项目提出→查阅资料→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 C．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 D．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 8．（24-25八年级上·山东淄博·期中）下列不属于科学思维方法的是（    ） A．分类 B．建立模型 C．预测 D．创新 9．（24-25八年级上·山西长治·期中）如图甲所示是小区里的秋千，小溪同学猜想比她重很多的爸爸荡秋千往返一次的时间应该比自己更短。为了验证自己的猜想，小溪同学设计了下面的实验进行探究。 实验思路： （1）小溪同学用细线系上一个小铁球模拟秋千，如图乙所示，点O到小铁球中心的距离记为摆长l，每次让小铁球由静止释放。该实验需要的测量工具有量角器、刻度尺、天平和 。 实验过程： （2）保持细线与竖直方向的夹角的大小不变，改变小铁球的质量，实验结果如下表： 实验序号 摆长l/cm 小铁球质量m/g 小铁球往返摆动 10次总时间/s 小铁球往返摆动1次的时间/s 1 100 40 20 2 2 50 20 2 3 60 20 2 实验结论： （3）摆长一定且保持释放时细线与竖直方向的夹角的大小不变，小铁球往返1次的时间与小铁球的质量 （选填“有关”或“无关”），这种研究问题的方法是 。 实验评估： （4）实验时，测出小铁球往返摆动10次的总时间，再计算出往返摆动1次的时间，这样做的原因是 。请列举一例利用类似方法测量的例子： ； （5）实验结束后，小溪爸爸认为这样得出的结论不具有普遍性，你认为小溪接下来该如何做？ 。（合理即可） 10．（24-25八年级上·江西南昌·期中）【探究名称】秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关 【问题】小黄、小庆和小关三位同学在操场上玩荡秋千，细心的小黄发现，秋千往返摆动一次的时间几乎一样，三人对此问题进行研究，提出了以下猜想： 猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人与秋千坐垫的总质量有关。 猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的摆长（从O点到小球中心的距离）有关。 猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线的最大距离有关。 【证据】为了验证上述问题，他们来到实验室，找来刻度尺、停表、细线、小球，依照物理学习中的科学方法，按如图所示进行实验，得到下表中的数据： 实验序号 小球质量m/g 从O点到小球中心的距离L/m 小球摆动距中心线最大距离s/m 小球往返摆10次所用的时间t/s 小球往返摆动1次所用的时间t0/s 1 20 0.8 0.10 18.0 1.80 2 20 1.0 0.14 20.0 2.00 3 20 1.2 0.10 22.0 2.20 4 30 1.0 0.14 20.0 2.00 5 30 1.0 0.10 20.0 2.00 请你通过分析回答下列问题： 【交流】（1）为验证猜想1，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （2）为验证猜想2，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （3）为验证猜想3，应选用序号为 的两组实验进行对比分析； （4）实验结论：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。 【解释】（1）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 。 （2）本实验中，进行多次实验的目的 。 （3）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”）。 11．（24-25八年级上·河北邯郸·期中）小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用的时间几乎相等；于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？ 序号 细线长度L／cm 螺母摆动的最大 角度θ／° 螺母来回摆动一次所用的时间 t／s 1 100 20 2.0 2 140 20 2.4 3 140 30 2.4 猜想A：可能跟螺母摆动的最大角度θ有关；      猜想B：可能跟绳子的长度L有关； (1)为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有量角器、 和 ； (2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到一些数据如表： ①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与 有关； ②对比2、3两次实验，可验证猜想 （填字母）。实验中我们采取的实验方法是 （选填“控制变量法”或“等效替代法”）； (3)综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟绳子的长度L有关，且绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越 ，摆钟就是根据这个原理制成的。有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 。（两空均选填“长”或“短”） 12．（24-25八年级上·山西晋中·期中）最近，小明发现家里的摆钟走快了，为了使摆钟走时精准，小明进行了“探究影响摆钟摆动快慢的因素”的实验，找到修理摆钟的方法。表一实验中，摆锤质量不同（体积相同的实心铁球和空心铁球各一个），摆长相同，摆角相同；表二实验中，摆锤质量相同（用同一个摆球），摆角相同，摆长不同。（注：摆锤往返摆动记为1次） 表一  摆动快慢与摆锤质量的关系 摆锤 实心铁球 空心铁球 摆动次数/次 10 20 10 20 时间/s 15 30 15 30 表二  摆动快慢与摆长的关系 摆长/cm 80 100 摆动次数/次 10 20 10 20 时间/s 18 36 20 40 (1)小明在实验中探究的是摆钟摆动的快慢跟 和 的关系； (2)由表一中数据可以得到的结论是 ； (3)由表二可知，为了使摆钟走时准确，小明可以 。 13．（24-25八年级上·辽宁丹东·期中）周末，物理老师留了“制作一个周期为2s的摆”的家庭作业。小新在完成作业的过程中发现两个绳长不同的摆往返一次的时间（周期）不同；于是他猜想：摆的周期可能与绳长有关。 证据： 小新用细线系上一个小球做了一个摆，如图所示，悬点O到小球中心的距离简称摆长L。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如下表： 实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动十次的总时间 小球往返摆动一次的时间t/s 1 60.0 15.8 1.58 2 80.0 18.1 1.81 3 100.0 20.0 2.00 解释： 同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 ；由此可知，摆往返一次的时间与摆长有关； 交流： （1）该探究所需的测量工具有量角器、 和 ； （2）小新发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间； ①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ； A．物理书中一张纸的厚度    B．一支铅笔的长度    C．一杯水的温度 ②采用这种方法的目的是减小测量的 ； （3）要做一个周期为2s的摆，需要摆的摆长为 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$