1 走进实验室 （导学案）物理教科版2024八年级上册

第1节 走近实验室 （导学案） 【学习目标】 1. 知道实验室的功能以及实验在物理教学中的作用 2. 通过物理现象的观察，从物理学视角认识客观事物本质属性的思维方式。 3. 通过了解科学探究的环节，形成探究意识和对探究的渴望和对科学的求知欲以及感受物理知识与生活的密切联系。 【学习重点】 1.认识物理实验的重要性。2. 理解家庭实验室的重要作用进而激发对物理学科的热爱与兴趣。 【学习难点】从生活中寻找物理现象，形成探索物理规律的意识。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 科学发现的重要环节。在实验室里同学们可以观察到许多奇妙的物理现象。 2. 实验室是近代科学史上第一个比较专业化的科学实验室。 3. 是科学探究的重要工具。 物理实验的基础，物理实验的结果要通过 才能得到。 4. 科学探究就是要找出奇妙现现象发生的 。科学探究的主要过程是 ，猜想与假设， ，进行实验、收集证据， ，交流、评估和反思。 5. 长度的测量仪器： 等；时间的测量仪器： 和电子秒表；体积的测量仪器： 。 【教学环节】 一、导入新课 【提问】同学们，随时能看到彩虹吗？ 【学生回答】雨后的晴天有，没雨的晴天没有 。进入情景。 【教师补充】看这样看来，许多现象发生都是有规律的，科学家就是要发现其中的奥秘。可见，物理现象只要掌握其规律，就可以实现“人造”。同学们，欢迎你们来到物理世界。物理研究的是自然现象及其规律，是研究关于声、光、热、力、电等现象的自然科学。物理与人类文明及生活息息相关、密不可分。它在过去，曾为人类文明做出过巨大的贡献，它在当代，已对生活产生了不可估量的影响，它在未来，必将对人类未来进步起关键作用。 【追问】大家想了解的更多一些嘛？从今天开始我们走入物理世界。首先，走进实验室，观看《学校的实验室》视频。 任务一：观察奇妙的物理现象 1. 播放PPT彩虹图片 2. 【提问1】雨后彩虹，实验室彩虹有什么不同？ 【共同分析】有哪些原因造成的呢？ 【引导】大家还见过哪些奇妙的现象呢？引导学生图1-1-2三幅图片和PPT图片（其他的物理奇妙现象）， 想知道其中的原理吗？在今后的学习中我们会逐一揭晓。例如： （1） 在玻璃杯中装满大米，将一根筷子竖直插入米中，再向米里滴几滴水（让米吸水膨胀），轻轻向上提筷子，杯子会被筷子一起提起，不会掉落。 （2） 将一根直筷子斜插入盛水的玻璃杯中，从侧面看，筷子在水面处仿佛 “折断” 或 “弯折” 了，水下的部分向上偏移。 （3） 照镜子时，我们看到镜中的自己 “左右颠倒”（比如左手拿笔，镜中人右手拿笔），但 “上下不颠倒”（头在上，脚在下） （4） （5） 用塑料尺子在头发上摩擦几下，然后靠近碎纸屑，碎纸屑会被尺子 “吸起来”；将一个正在响铃的闹钟放入玻璃真空罩中，用抽气机逐渐抽出罩内的空气，会发现闹钟的声音越来越小，最终几乎听不到；若再将空气充回罩内，声音又会逐渐变大。 （6） 将温度计的玻璃泡插入热水中，仔细观察会发现：温度计的示数先轻微下降一点，然后才快速上升。 （7） 新鲜豆腐放入冰箱冷冻后，取出解冻会变得 “千疮百孔”，形成密集的蜂窝状小孔；煮火锅时，冻豆腐还能吸满汤汁。 （8） （9） 无论怎么推倒不倒翁，它最终都会自动直立起来；即使在它顶部加少量重物（如硬币），只要重心仍在底部，依然能 “不倒”。 等等.......... 【教师归纳】一切奇妙现都有原因，我们进科学探究就是为了寻找其中的原因以及规律因而观察是科学发现的象重要环节。其中的原理吗？在今后的学习中我们会逐一揭晓。 任务二：从卡文迪什实验室到中国空间站（4分钟） 1.阅读教材P7从卡文迪什实验室到中国空间站 欣赏与分析图1-1-3、图1-1-4、图 1-1-5.了解了解我国国家实验室和国家太空实验室的缩影。 2教.师介绍国家实验室简、国家太空实验室 【提问1】大家参观过国家实验室吗?给你印象最深是什么？（3）你去太空的看看吗？到了太空还能上课吗？，如果能太空的课堂和我们的课堂一样吗? 国家实验室是体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的战略科技力量，是面向国际科技竞争的创新基础平台，是保障国家安全的核心支撑，是突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地。 发展历程：中国国家实验室的发展分为三个阶段。20世纪80年代后期至90年代初期，依托大科学装置组建了第一批国家实验室，如国家同步辐射实验室、北京正负电子对撞机国家实验室等。2000年起，依托研究型大学和科研院所组建国家实验室，2003 年批准了5个试点国家实验室筹建，2006年拟筹建10个试点国家实验室。2017年，部分试点国家实验室转设为国家研究中心。2017年后，遵循“成熟一个，启动一个”的原则，2020年首批国家实验室正式挂牌成立，2021 年之江实验室和网络通信与安全紫金山实验室纳入国家实验室体系，2022年北京市挂牌成立中关村国家实验室、怀柔国家实验室和昌平国家实验室。 主要类型及代表实验室：截至2024年7月，中国国家实验室主要有国家同步辐射实验室、北京正负电子对撞机国家实验室、北京串列加速器核物理国家实验室、兰州重离子加速器国家实验室、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、网络通信与安全紫金山实验室、之江实验室、中关村国家实验室、怀柔国家实验室和昌平国家实验室等。例如，国家同步辐射实验室于1989 年依托中国科学技术大学建成，是中国第一个国家实验室；北京正负电子对撞机国家实验室于1991年依托中国科学院高能物理研究所成立，其建成将我国与世界先进国家高能物理研究领域的差距缩短了近30年。 职能定位：国家实验室的科研攻关重点并不局限于创新链上的特定环节，而是以问题为牵引、任务为导向，汇聚不同科研力量，突破制约中国经济和社会发展的重大科技瓶颈，引领国家创新体系整体效能不断提升。例如青岛海洋科学与技术试点国家实验室，由国家部委、山东省、青岛市共同建设，围绕创新驱动发展战略和建设海洋强国的总体要求，开展科技创新与体制机制创新，打造国家海洋战略科技力量。 【提问2】和你了解的国家实验室有哪些不同？大家知道修建它的意义吗？ 【教师介绍】《国家太空实验室》 国家太空实验室是依托中国空间站建立的国家级太空研究平台。发展历程：1992 年，我国批准实施载人航天工程，明确 “三步走” 战略，其中第三步就是建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。2021年4月29日，天和核心舱被长征五号 B 运载火箭送入太空，中国空间站在轨组装建造由此开启。2022年，神舟十四号飞行任务期间全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。 功能分区：天和核心舱主要面向航天医学、空间科学实验和技术试验；问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜；梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜。 实验设施：中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室，整体达到国际先进水平。此外，还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，后续还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施。 研究项目：在空间站建造阶段，共安排了近百项实验研究项目。空间站转入常态化运营后，还将实施较大规模科学研究，预期将有力推动暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质和人在太空的响应变化规律，以及地球可持续发展等重大前沿科学问题的突破。 重要意义：国家太空实验室能够为科学研究提供长期的微重力、辐射等特殊环境，有助于研究新的生命科学、物理科学现象及其机理，探寻生命、宇宙的起源与演化，同时也为未来人类寻找地外生存空间等提供了重要的研究平台，是人类开展太空探索、开发太空资源的前哨平台。 【提问3】想做一名科学工作者，甚至一名科学家吗？说出你的感受？（新鲜、好奇、震撼） 1. 展示《太空授课》录像图片 2. 提示：观察教学环境、教学现象并与现实环境做对对比，然后加以思考。 . 1. 谈一谈读后感想（倾向理想方面） （简答科学工作者、航天员等等） 【 交流与学习】关于科学家爱迪生，你了解多少？ 任务三：认识科学探究的工具 【师述】为了更好地实验探究，我们必须对实验室的仪器和设施进行了解下面我们观看几组测量仪器：仪器是科学探究的重要工具，测量是物理实验的基础。 你知道以下测量仪器的名称和用途吗？教师展示课前准备好的测量仪器。 学生观察并思考：…… 【识物】PPT展示（不同规格）与实物同步呈现，了解各种仪器简单用途。 （1）长度测量仪器： 、游标卡尺、千分尺、盒尺、位移传感器。 （2）时间测量仪器： 。 （3）质量测量仪器： 。 （4）体积测量仪器： （5）温度测量仪器： 。 （6）力的测量仪器： 、力传感器。 （7）电的测量仪器：电流表、电压表。 【课堂例题】 【例1】下列科学探究工具中，专门用于测量力的大小的是（ ）​ A. 托盘天平 B. 弹簧测力计 C. 量筒 D. 电流表​ 【例2】在实验室，小明要测量一个水杯和质量和的容积，那么他要用到的测量仪器有（　　） A.刻度尺、量筒 B.千分尺、天平 C.量筒、弹簧测力计 D.天平、量筒 任务四：像科学家一样探究 【提问】科学家是怎样进行科学探究的呢？在探究的过程中有哪些环节? 科学家们从不轻易放过自然界和实验室中的每一个奇特现象。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。结合图1-1-9认识科学探究的环节 1. ：从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理有关的问题并表述出来。 2. ：根据经验和已有的知识对问题的成因提出猜想，或对探究可能出现的结果进行推测和假设。 3. ：根据问题和猜想制订实验计划，设计实验的方法，选择相应的仪器和器材并设计记录实验结果的表格。 4. ：根据设计的实验方法进行实际操作，在操作的过程中收集对实验有用的证据并记录下来。 5. ：对实验现象或者实验记录的数据进行分析，得出结论，并能对实验中出现的一些现象做出科学的解释。 6. ：回顾实验过程，看有没有错误，分析实验误差，对实验结果进行评估，并与同学们进行交流，对比实验结论，对实验结果的可靠性进行进一步的讨论。 【例3】下列不属于科学探究环节的是（ ） 提出问题 B刻苦学习 C.猜想与假设 D.进行实验、收集证据。 【例4】小北喝水时发现，热水在冬天比夏天冷却的快，于是想知道“热水冷却的快慢与什么有因素有关？” 小南同学说：“可能与环境温度有关。”小东同学说：“可能与盛水的容器的材料有关。”他们的活动与科学探究的环节搭配不当的是（ ） A.热水冷却的快慢与什么因素有关——提出问题， B.可能与环境温度有关，可能与盛水容器有关——想猜。 C.三个人互换意见，——交流与讨论。 D.发现热水在冬天比夏天冷却的快——进行实验 【课堂作业】 1.下列现象不属于物理现象的是( ) A、 树上熟透的苹果掉到地上， B、碗中的一些水慢慢不见了。 B、 发生日全食时太阳不见了。 D、礼花点燃后，在空中形成五彩焰火。 2．在如图所示的工具中不能用来计时的是（　　） A．打点计时器 B．刻度尺 C．秒表 D．沙漏 3．如图所示，四个相似的计时器，能成功记录下短跑时间的是（　　） A．只有甲和乙 B．只有丙和丁 C．只有乙和丙 D．只有乙和丁 4.小明要取50ml的水，可选用的测量仪器是（ ） A.弹簧测力计 B.电压表 C.机械秒表 D.量筒 5.下列不属于科学探究环节的是（ ） A.提出问题 B.刻苦学习 C.猜想与假设 D.进行实验、收集证据。 6.小李发现：夏天给自行车打气时，气打得太足，轮胎容易爆胎。他疑惑：“轮胎爆胎是否与气体温度升高有关？” 小李的这一思考属于（ ）​ A. 提出问题 B. 猜想与假设 C. 设计实验 D. 分析与论证​ 7.仪器是科学探究的重要工具，下烈物理量与测量仪仪器对应不正确的是（ ） A. 温度计——温度 B.时间——秒表 C.长度——刻度尺 D.质量——量筒 8.体育课掷铅球活动后，同学们对铅球的制作材料进行讨论。有的同学认为铅球应该是铁制的，并从实验室借来磁铁吸一下，吸一下的过程属于科学探究中的（ ）。 A. 提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验，收集证据 D.评估。 9.下列说法不正确的是（ ） A、 建立家庭实验室后，我们在家里就可以像科学家那样进行实验探究了 B、 生活中的易拉罐儿、气球都可以成为家庭实验室中的材料 C、 家庭实验室可以配置简单的测量仪器和装置。 D、 家庭实验室必须配备专业的实验仪器，不然无法完成科学探究。 10.针对 “影响单摆摆动快慢的因素”，小王认为：“单摆的摆动快慢可能与摆线长度有关，摆线越长，摆动越慢。” 小王的观点属于（ ）​ A. 进行实验 B. 猜想与假设 C. 分析论证 D. 评估​ ​ 11.为验证 “电流的大小与导体两端电压有关”，小张准备了电源、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器等器材，并设计 “通过滑动变阻器改变电阻两端电压，记录不同电压下的电流值” 的实验步骤。小张的准备工作属于（ ）​ A. 提出问题 B. 猜想与假设 C. 设计实验与制定计划 D. 收集证据​ 12.小杨在 “探究物质的密度” 实验中，用天平测量不同体积铁块的质量，记录多组 “质量 - 体积” 数据，并整理成表格。小杨的操作属于（ ）​ A. 设计实验 B. 进行实验与收集证据 C. 分析与论证 D. 交流与合作​ ​ 13.小陈在 “探究水的凝固特点” 实验中，记录了水在不同时间的温度，发现 “水凝固时温度保持 0℃不变”，并据此得出 “晶体凝固时温度不变” 的结论。小陈的这一过程属于（ ）​ A. 猜想与假设 B. 收集证据 C. 分析与论证 D. 评估​ 14.小赵在 “测量滑轮组的机械效率” 实验后，反思：“实验中忽略了绳子与滑轮间的摩擦，可能导致测量的机械效率偏大，下次实验应考虑减小摩擦的影响。” 小赵的反思属于（ ）​ A. 评估 B. 分析与论证 C. 交流与合作 D. 设计实验​ ​ 15.针对 “声音能否在液体中传播”，小吴说：“我认为声音能在液体中传播，因为我曾在游泳池里听到岸上同学的呼喊。” 其中 “声音能在液体中传播” 属于（ ），“在游泳池听到岸上呼喊” 属于（ ）​ A. 提出问题、收集证据 B. 猜想与假设、收集证据​ C. 分析与论证、评估 D. 猜想与假设、分析与论证​ 16.小周和小吴合作完成 “探究杠杆的平衡条件” 实验，实验后互相核对数据，讨论实验结论是否一致，并分享各自操作中的注意事项。这一过程属于（ ）​ A. 进行实验 B. 分析与论证 C. 交流与合作 D. 评估​ 17.为探究 “影响蒸发快慢的因素”，小郑提出 “蒸发快慢可能与液体表面积有关”，并准备 “两个相同烧杯，倒入等量水，一个敞口、一个加盖，其他条件相同，观察水的减少速度”。小郑的这一步骤属于（ ）​ A. 猜想与假设 B. 设计实验与制定计划 C. 进行实验 D. 分析与论证​ ​ 18.在 “探究影响蒸发快慢的因素” 实验中：​ （1）小敏发现 “湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快”，进而思考 “蒸发快慢是否与温度有关”，这属于________________环节；​ （2）她认为 “温度越高，蒸发越快”，这属于________________环节；​ （3）她准备 “两块相同纱布，蘸等量水，一块放阳光下、一块放阴凉处，记录干燥时间”，这属于________________环节。​ 【答案】（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）设计实验与制定计划​ 【解析】（1）“思考…… 是否有关” 是提出问题；（2）“认为温度越高……” 是猜想；（3）“准备材料、确定实验方法” 是设计实验计划。​ 19.在 “探究平面镜成像特点” 实验中：​ （1）将玻璃板竖直放置，在镜前放点燃蜡烛，镜后移动未点燃蜡烛至与像重合，记录蜡烛位置，这属于________________环节；​ （2）对比像与物的位置数据，发现 “像与物到镜面距离相等”，这属于________________环节；​ （3）实验后思考 “若玻璃板倾斜，是否会导致像与物无法重合”，这属于________________环节。​​ 20.某小组完成 “探究浮力大小与排开液体体积的关系” 实验后，将实验数据、结论整理成报告，与其他小组分享并讨论实验方法的优劣，这一过程属于________________环节。 【归纳整理】 第1节 走进实验室 【课后反思】 说一说，学完本节课后你有什么收获？还想了解哪方面知识，交流一下。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 走近实验室 （导学案） 【学习目标】 1. 知道实验室的功能以及实验在物理教学中的作用 2. 通过物理现象的观察，从物理学视角认识客观事物本质属性的思维方式。 3. 通过了解科学探究的环节，形成探究意识和对探究的渴望和对科学的求知欲以及感受物理知识与生活的密切联系。 【学习重点】 1.认识物理实验的重要性。2. 理解家庭实验室的重要作用进而激发对物理学科的热爱与兴趣。 【学习难点】从生活中寻找物理现象，形成探索物理规律的意识。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 观察 科学发现的重要环节。在实验室里同学们可以观察到许多奇妙的物理现象。 2. 卡文迪什 实验室是近代科学史上第一个比较专业化的科学实验室。 3. 仪器 是科学探究的重要工具。 测量 物理实验的基础，物理实验的结果要通过 测量 才能得到。 4. 科学探究就是要找出奇妙现现象发生的 奥秘，并总结出规律 。科学探究的主要过程是 提出问题 ，猜想与假设，设计实验、制定方案，进行实验、收集证据， 得出结论做出解释 ，交流、评估和反思。 5. 长度的测量仪器： 刻度尺、盒尺 等；时间的测量仪器： 机械秒表 和电子秒表；体积的测量仪器： 量筒和量杯 。 【教学环节】 一、导入新课 【提问】同学们，随时能看到彩虹吗？ 【学生回答】雨后的晴天有，没雨的晴天没有 。进入情景。 【教师补充】看这样看来，许多现象发生都是有规律的，科学家就是要发现其中的奥秘。可见，物理现象只要掌握其规律，就可以实现“人造”。同学们，欢迎你们来到物理世界。物理研究的是自然现象及其规律，是研究关于声、光、热、力、电等现象的自然科学。物理与人类文明及生活息息相关、密不可分。它在过去，曾为人类文明做出过巨大的贡献，它在当代，已对生活产生了不可估量的影响，它在未来，必将对人类未来进步起关键作用。 【追问】大家想了解的更多一些嘛？从今天开始我们走入物理世界。首先，走进实验室，观看《学校的实验室》视频。 任务一：观察奇妙的物理现象 1. 播放PPT彩虹图片 2. 【提问1】雨后彩虹，实验室彩虹有什么不同？ 色彩的数量和清晰度不同 【共同分析】有哪些原因造成的呢？ 距离不同 【引导】大家还见过哪些奇妙的现象呢？引导学生图1-1-2三幅图片 和PPT图片（其他的物理奇妙现象）， 想知道其中的原理吗？在今后的学习中我们会逐一揭晓。例如： （1） 在玻璃杯中装满大米，将一根筷子竖直插入米中，再向米里滴几滴水（让米吸水膨胀），轻轻向上提筷子，杯子会被筷子一起提起，不会掉落。 （2） （3） （4） 将一根直筷子斜插入盛水的玻璃杯中，从侧面看，筷子在水面处仿佛 “折断” 或 “弯折” 了，水下的部分向上偏移。 （5） 照镜子时，我们看到镜中的自己 “左右颠倒”（比如左手拿笔，镜中人右手拿笔），但 “上下不颠倒”（头在上，脚在下） （6） 用塑料尺子在头发上摩擦几下，然后靠近碎纸屑，碎纸屑会被尺子 “吸起来”；将温度计的玻璃泡插入热水中，仔细观察会发现：温度计的示数先轻微下降一点，然后才快速上升。 （7） 新鲜豆腐放入冰箱冷冻后，取出解冻会变得 “千疮百孔”，形成密集的蜂窝状小孔；煮火锅时，冻豆腐还能吸满汤汁。 （8） 无论怎么推倒不倒翁，它最终都会自动直立起来；即使在它顶部加少量重物（如硬币），只要重心仍在底部，依然能 “不倒”。 等等.......... 【教师归纳】一切奇妙现都有原因，我们进科学探究就是为了寻找其中的原因以及规律因而观察是科学发现的象重要环节。其中的原理吗？在今后的学习中我们会逐一揭晓。 任务二：从卡文迪什实验室到中国空间站（4分钟） 1. 阅读教材P7从卡文迪什实验室到中国空间站 欣赏与分析图1-1-3、图1-1-4、图 1-1-5.了解了解我国国家实验室和国家太空实验室的缩影。 2学生介绍《国家实验室简介》、《国家太空实验室》 【提问1】大家参观过国家实验室吗?给你印象最深是什么？（3）你去太空的看看吗？到了太空还能上课吗？，如果能太空的课堂和我们的课堂一样吗? 国家实验室是体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的战略科技力量，是面向国际科技竞争的创新基础平台，是保障国家安全的核心支撑，是突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地。 发展历程：中国国家实验室的发展分为三个阶段。20世纪80年代后期至90年代初期，依托大科学装置组建了第一批国家实验室，如国家同步辐射实验室、北京正负电子对撞机国家实验室等。2000年起，依托研究型大学和科研院所组建国家实验室，2003 年批准了5个试点国家实验室筹建，2006年拟筹建10个试点国家实验室。2017年，部分试点国家实验室转设为国家研究中心。2017年后，遵循“成熟一个，启动一个”的原则，2020年首批国家实验室正式挂牌成立，2021 年之江实验室和网络通信与安全紫金山实验室纳入国家实验室体系，2022年北京市挂牌成立中关村国家实验室、怀柔国家实验室和昌平国家实验室。 主要类型及代表实验室：截至2024年7月，中国国家实验室主要有国家同步辐射实验室、北京正负电子对撞机国家实验室、北京串列加速器核物理国家实验室、兰州重离子加速器国家实验室、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、网络通信与安全紫金山实验室、之江实验室、中关村国家实验室、怀柔国家实验室和昌平国家实验室等。例如，国家同步辐射实验室于1989 年依托中国科学技术大学建成，是中国第一个国家实验室；北京正负电子对撞机国家实验室于1991年依托中国科学院高能物理研究所成立，其建成将我国与世界先进国家高能物理研究领域的差距缩短了近30年。 职能定位：国家实验室的科研攻关重点并不局限于创新链上的特定环节，而是以问题为牵引、任务为导向，汇聚不同科研力量，突破制约中国经济和社会发展的重大科技瓶颈，引领国家创新体系整体效能不断提升。例如青岛海洋科学与技术试点国家实验室，由国家部委、山东省、青岛市共同建设，围绕创新驱动发展战略和建设海洋强国的总体要求，开展科技创新与体制机制创新，打造国家海洋战略科技力量。 【提问2】和你了解的国家实验室有哪些不同？大家知道修建它的意义吗？ 【播放短片】《国家太空实验室》 国家太空实验室是依托中国空间站建立的国家级太空研究平台。发展历程：1992 年，我国批准实施载人航天工程，明确 “三步走” 战略，其中第三步就是建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。2021年4月29日，天和核心舱被长征五号 B 运载火箭送入太空，中国空间站在轨组装建造由此开启。2022年，神舟十四号飞行任务期间全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。 功能分区：天和核心舱主要面向航天医学、空间科学实验和技术试验；问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜；梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜。 实验设施：中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜，每台实验柜都是一个小型的太空实验室，整体达到国际先进水平。此外，还在舱外安排了材料舱外暴露试验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，后续还将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜研究设施。 研究项目：在空间站建造阶段，共安排了近百项实验研究项目。空间站转入常态化运营后，还将实施较大规模科学研究，预期将有力推动暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质和人在太空的响应变化规律，以及地球可持续发展等重大前沿科学问题的突破。 重要意义：国家太空实验室能够为科学研究提供长期的微重力、辐射等特殊环境，有助于研究新的生命科学、物理科学现象及其机理，探寻生命、宇宙的起源与演化，同时也为未来人类寻找地外生存空间等提供了重要的研究平台，是人类开展太空探索、开发太空资源的前哨平台。 【提问3】想做一名科学工作者，甚至一名科学家吗？说出你的感受？（新鲜、好奇、震撼） 1. 展示《太空授课》录像图片 提示：观察教学环境、教学现象并与现实环境做对对比，然后加以思考。（东西总乱飘，处处都有固定套或把手之类的，物体不会自然下落..........） 2. 谈一谈读后感想（倾向理想方面） （简答科学工作者、航天员等等） 【 交流与学习】关于科学家爱迪生，你了解多少？认识一些科学家，学习科学家具备的品质和精神。 任务三：认识科学探究的工具 【师述】为了更好地实验探究，我们必须对实验室的仪器和设施进行了解下面我们观看几组测量仪器：仪器是科学探究的重要工具，测量是物理实验的基础。 你知道以下测量仪器的名称和用途吗？教师展示课前准备好的测量仪器。 学生观察并思考：…… 【识物】PPT展示（不同规格）与实物同步呈现，了解各种仪器简单用途。 （1）长度测量仪器：刻度尺、游标卡尺、千分尺、盒尺、位移传感器。 （2）时间测量仪器：机械秒表、电子秒表。 （3）质量测量仪器：托盘天平和砝码。 （4）体积测量仪器：量筒、量杯。 （5）温度测量仪器：温度计。 （6）力的测量仪器：弹簧测力计、力传感器。 （7）电的测量仪器：电流表、电压表。 【课堂例题】 【例1】下列科学探究工具中，专门用于测量力的大小的是（ ）​ A. 托盘天平 B. 弹簧测力计 C. 量筒 D. 电流表​ 【答案】B​ 【解析】A 选项托盘天平用于测量物体质量；B 选项弹簧测力计利用 “弹性限度内，弹簧伸长量与拉力成正比” 的原理，专门测量力的大小；C 选项量筒用于测量液体体积；D 选项电流表用于测量电路中的电流，故选 B。 【例2】在实验室，小明要测量一个水杯和质量和的容积，那么他要用到的测量仪器有（　　） A.刻度尺、量筒 B.千分尺、天平 C.量筒、弹簧测力计 D.天平、量筒 【答案】D 【解析】测量水杯的容积需要测量容积的工具，测量水杯的质量需要测量质量的工具。刻度尺、千分尺是测量长度的工具，秒表是测量时间的工具，量筒是测量物体体积（容积）的工具，天平是测量物体质量的工具，弹簧测力计是测量力的工具。所以小明要用到的测量仪器有量筒和天平。 任务四：像科学家一样探究 【提问】科学家是怎样进行科学探究的呢？在探究的过程中有哪些环节? 科学家们从不轻易放过自然界和实验室中的每一个奇特现象。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。结合图1-1-9认识科学探究的环节 1.提出问题：从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理有关的问题并表述出来。 2.猜想与假设：根据经验和已有的知识对问题的成因提出猜想，或对探究可能出现的结果进行推测和假设。 3.设计实验、制订方案：根据问题和猜想制订实验计划，设计实验的方法，选择相应的仪器和器材并设计记录实验结果的表格。 4.进行实验、收集证据：根据设计的实验方法进行实际操作，在操作的过程中收集对实验有用的证据并记录下来。 5.得出结论、作出解释：对实验现象或者实验记录的数据进行分析，得出结论，并能对实验中出现的一些现象做出科学的解释。 6.交流、评估和反思：回顾实验过程，看有没有错误，分析实验误差，对实验结果进行评估，并与同学们进行交流，对比实验结论，对实验结果的可靠性进行进一步的讨论。 【例3】下列不属于科学探究环节的是（ ） 提出问题 B刻苦学习 C.猜想与假设 D.进行实验、收集证据。 【答案】B 【解析】科学探究一般包括：提出问题，猜想与假设，设计实验、制订方案，进行实验、收集证据，得出结论、作出解释，交流、评估和反思；而没有“刻苦学习”因此，选“B” 【例4】小北喝水时发现，热水在冬天比夏天冷却的快，于是想知道“热水冷却的快慢与什么有因素有关？” 小南同学说：“可能与环境温度有关。”小东同学说：“可能与盛水的容器的材料有关。”他们的活动与科学探究的环节搭配不当的是（ ） A.热水冷却的快慢与什么因素有关——提出问题， B.可能与环境温度有关，可能与盛水容器有关——想猜。 C.三个人互换意见，——交流与讨论。 D.发现热水在冬天比夏天冷却的快——进行实验 【答案】D 【解析】科学探究一般包括：提出问题，猜想与假设，设计实验、制订方案，进行实验、收集证据，得出结论、作出解释，交流、评估和反思。热水在冬天比夏天冷却的快通过“”可知，这一属于客观事实，不是科学探究的环节 【课堂作业】 1.下列现象不属于物理现象的是( ) A、 树上熟透的苹果掉到地上， B、碗中的一些水慢慢不见了。 B、 发生日全食时太阳不见了。 D、礼花点燃后，在空中形成五彩焰火。 【答案】D 【解析】物理现象‌是指物质在运动和相互作用过程中表现出的可观测外部形态或状态变化，其本质是物质与能量的相互作用，且不生成新物质。 2．在如图所示的工具中不能用来计时的是（　　） A．打点计时器 B．刻度尺 C．秒表 D．沙漏 【分析】根据对常用测量工具用途的掌握作答。 【解答】解：在物理实验室中，刻度尺用来测量物体的长度，打点计时器、秒表、沙漏用来测量时间长短。 故选：B。 3．如图所示，四个相似的计时器，能成功记录下短跑时间的是（　　） A．只有甲和乙 B．只有丙和丁 C．只有乙和丙 D．只有乙和丁 【分析】根据测量需要选择合适的测量工具，被测量的物理量值不能超过测量工具的测量范围，根据测量需要达到的准确程度选择分度值的大小。 【解答】解： 短跑所用时间少，对仪器的选择原则是量程够用就可以，分度值越小测量越准确，同时要求仪器方便操作，所以甲：石英钟和乙：电子手表不方便计时；用丙：机械停表和丁：电子停表比较合适，故选择B合适。 故选：B。 4.小明要取50ml的水，可选用的测量仪器是（ ） A.弹簧测力计 B.电压表 C.机械秒表 D.量筒 【答案】D 【解析】50ml是水的体积数，因此需要测量体积的仪器，所以选“量筒”。 5.下列不属于科学探究环节的是（ ） A.提出问题 B.刻苦学习 C.猜想与假设 D.进行实验、收集证据。 【答案】A 【解析】科学探究一般包括：提出问题，猜想与假设，设计实验、制订方案，进行实验、收集证据，得出结论、作出解释，交流、评估和反思；而没有“刻苦学习”因此，选“B” 6.小李发现：夏天给自行车打气时，气打得太足，轮胎容易爆胎。他疑惑：“轮胎爆胎是否与气体温度升高有关？” 小李的这一思考属于（ ）​ A. 提出问题 B. 猜想与假设 C. 设计实验 D. 分析与论证​ 答案：A​ 解析：“疑惑…… 是否有关” 是针对观察到的 “爆胎现象” 提出需要探究的科学问题，符合 “提出问题” 的环节特征，故选 A。​ 7.仪器是科学探究的重要工具，下烈物理量与测量仪仪器对应不正确的是（ ） A. 温度计——温度 B.时间——秒表 C.长度——刻度尺 D.质量——量筒 【答案】D 【解析】质量的测量仪器是天平，量筒是测量体积的仪器，故，选“D” 8.体育课掷铅球活动后，同学们对铅球的制作材料进行讨论。有的同学认为铅球应该是铁制的，并从实验室借来磁铁吸一下，吸一下的过程属于科学探究中的（ ）。 A. 提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验，收集证据 D.评估。 【答案】 C 【解析】在科学探究的过程中，“动手操作，一般会产生相关的现象”，这属于科学探究中的“进行实验、收集证据”。 9.下列说法不正确的是（ ） A、 建立家庭实验室后，我们在家里就可以像科学家那样进行实验探究了 B、 生活中的易拉罐儿、气球都可以成为家庭实验室中的材料 C、 家庭实验室可以配置简单的测量仪器和装置。 D、 家庭实验室必须配备专业的实验仪器，不然无法完成科学探究。 【答案】D 【解析】完成科学探究比一定必须依赖专业的实验仪器，有一些生活性比较强的探究实验借助简单的生活工具和常用的仪器也可以完成，例如：蒸发吸热，用酒精棉球裹在温度计的感温泡上，然后观察温度计的示数变化即可。 10.针对 “影响单摆摆动快慢的因素”，小王认为：“单摆的摆动快慢可能与摆线长度有关，摆线越长，摆动越慢。” 小王的观点属于（ ）​ A. 进行实验 B. 猜想与假设 C. 分析论证 D. 评估​ 【答案】B​ 【解析】“认为可能与…… 有关” 是基于对现象的初步思考，对问题答案做出的推测，未涉及实际实验或数据处理，属于 “猜想与假设”，故选 B。​ 11.为验证 “电流的大小与导体两端电压有关”，小张准备了电源、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器等器材，并设计 “通过滑动变阻器改变电阻两端电压，记录不同电压下的电流值” 的实验步骤。小张的准备工作属于（ ）​ A. 提出问题 B. 猜想与假设 C. 设计实验与制定计划 D. 收集证据​ 【答案】C​ 【解析】“准备实验器材”“设计实验步骤” 是为后续实验做规划，明确了 “如何验证猜想”，符合 “设计实验与制定计划” 的环节定义，故选 C。​ 12.小杨在 “探究物质的密度” 实验中，用天平测量不同体积铁块的质量，记录多组 “质量 - 体积” 数据，并整理成表格。小杨的操作属于（ ）​ A. 设计实验 B. 进行实验与收集证据 C. 分析与论证 D. 交流与合作​ 【答案】B​ 【解析】“实际测量质量”“记录数据” 是亲自动手操作并收集实验信息的过程，未涉及数据处理或结论推导，属于 “进行实验与收集证据”，故选 B。​ 13.小陈在 “探究水的凝固特点” 实验中，记录了水在不同时间的温度，发现 “水凝固时温度保持 0℃不变”，并据此得出 “晶体凝固时温度不变” 的结论。小陈的这一过程属于（ ）​ A. 猜想与假设 B. 收集证据 C. 分析与论证 D. 评估​ 【答案】C​ 【解析】“分析实验数据”“得出结论” 是对收集到的信息进行处理并推导科学规律，符合 “分析与论证” 的环节要求，故选 C。​ 14.小赵在 “测量滑轮组的机械效率” 实验后，反思：“实验中忽略了绳子与滑轮间的摩擦，可能导致测量的机械效率偏大，下次实验应考虑减小摩擦的影响。” 小赵的反思属于（ ）​ A. 评估 B. 分析与论证 C. 交流与合作 D. 设计实验​ 【答案】A​ 【解析】“反思实验误差原因”“提出改进建议” 是对实验过程的合理性、结论的可靠性进行评价，属于 “评估” 环节，故选 A。​ 15.针对 “声音能否在液体中传播”，小吴说：“我认为声音能在液体中传播，因为我曾在游泳池里听到岸上同学的呼喊。” 其中 “声音能在液体中传播” 属于（ ），“在游泳池听到岸上呼喊” 属于（ ）​ A. 提出问题、收集证据 B. 猜想与假设、收集证据​ C. 分析与论证、评估 D. 猜想与假设、分析与论证​ 【答案】B​ 【解析】“认为声音能在液体中传播” 是对问题的推测，属于 “猜想与假设”；“游泳池里听到呼喊” 是支持猜想的实际现象，属于 “收集证据”，故选 B。​ 16.小周和小吴合作完成 “探究杠杆的平衡条件” 实验，实验后互相核对数据，讨论实验结论是否一致，并分享各自操作中的注意事项。这一过程属于（ ）​ A. 进行实验 B. 分析与论证 C. 交流与合作 D. 评估​ 【答案】C​ 【解析】“核对数据”“分享经验” 是多人之间交流实验信息、合作完善探究过程的行为，属于 “交流与合作”，故选 C。​ 17.为探究 “影响蒸发快慢的因素”，小郑提出 “蒸发快慢可能与液体表面积有关”，并准备 “两个相同烧杯，倒入等量水，一个敞口、一个加盖，其他条件相同，观察水的减少速度”。小郑的这一步骤属于（ ）​ A. 猜想与假设 B. 设计实验与制定计划 C. 进行实验 D. 分析与论证​ 【答案】B​ 解析“确定实验方案（控制变量、观察指标）” 是为验证 “表面积影响蒸发快慢” 的猜想做规划，未实际操作，属于 “设计实验与制定计划”，故选 B。​ ​18.在 “探究影响蒸发快慢的因素” 实验中：​ （1）小敏发现 “湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快”，进而思考 “蒸发快慢是否与温度有关”，这属于________________环节；​ （2）她认为 “温度越高，蒸发越快”，这属于________________环节；​ （3）她准备 “两块相同纱布，蘸等量水，一块放阳光下、一块放阴凉处，记录干燥时间”，这属于________________环节。​ 【答案】（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）设计实验与制定计划​ 【解析】（1）“思考…… 是否有关” 是提出问题；（2）“认为温度越高……” 是猜想；（3）“准备材料、确定实验方法” 是设计实验计划。​ 19.在 “探究平面镜成像特点” 实验中：​ （1）将玻璃板竖直放置，在镜前放点燃蜡烛，镜后移动未点燃蜡烛至与像重合，记录蜡烛位置，这属于________________环节；​ （2）对比像与物的位置数据，发现 “像与物到镜面距离相等”，这属于________________环节；​ （3）实验后思考 “若玻璃板倾斜，是否会导致像与物无法重合”，这属于________________环节。​ 【答案】（1）进行实验与收集证据；（2）分析与论证；（3）评估​ 【解析】（1）“实际操作、记录位置” 是收集证据；（2）“分析数据、得出规律” 是分析论证；（3）“思考实验条件改变的影响” 是对实验过程的评估。​ 20.某小组完成 “探究浮力大小与排开液体体积的关系” 实验后，将实验数据、结论整理成报告，与其他小组分享并讨论实验方法的优劣，这一过程属于________________环节。 【答案】交流与合作​ 【解析】“分享报告、讨论方法” 是小组间的信息交流与协作，符合 “交流与合作” 的定义。 【归纳整理】 第1节 走进实验室 【课后反思】 说一说，学完本节课后你有什么收获？还想了解哪方面知识，交流一下。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$