1.4 尝试科学探究（导学案）物理沪粤版2024八年级上册

1.4 尝试科学探究（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 新课标在＜课程目标＞关于核心素养中的科学探究中提出：科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。 物理观念：知道科学探究的过程，熟悉刻度尺和停表的使用，能对实验数据进行简单的处理和分析。 科学思维：经历科学探究，获得对科学探究过程的一般性认识，领悟科学探究的几个重要环节，挖掘学生抽象和假设验证的能力。 科学探究：通过科学探究，了解科学探究的过程和一般步骤。 科学态度与责任：体验探究，明确物理的探究必须基于事实，尊重事实。树立探究的思想，培养发现问题、提出问题、解决问题的意识。 【学习重点】 1. 引导学生完整经历科学探究的六个环节，理解每个环节的核心要求：提出问题需基于生活观察（如摆钟走快）；猜想假设需结合经验（非随意猜测）；实验设计需控制变量（单一变量改变）； 2. 基于实验数据归纳摆的运动规律：摆的摆动快慢与摆长有关（摆长越长，摆动越慢），与摆锤轻重（材料）、摆动角度无关； 3. 掌握 “累积法” 测量摆的摆动时间（测 10 次、20 次时间，求单次平均时间），规范记录实验数据。 【学习难点】 1. 准确应用控制变量法设计实验：探究 “摆锤影响” 时，保持摆长、摆角不变，仅改变摆锤（如铜球与铝球，大小相同）；探究 “摆长影响” 时，保持摆锤、摆角不变，仅改变摆线长度（如 80cm 与 160cm）； 2. 科学分析实验数据：排除偶然误差（如某组数据偏差大），从多组对比数据中提炼 “摆长与摆动快慢” 的定量关联（如摆长 160cm 的摆动时间约为 80cm 的 2 倍）； 3. 开展有效的评估与反思：主动发现实验不足（如计时误差、摆角过大），提出改进方案（如多测几次、控制摆角在 30° 以内）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．科学探究的过程包括：提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、获取与处理信息、分析与论证、评估与反思。 2．小慧和同学在尝试探究摆的奥秘，他们对实验中收集到的数据进行对比分析，得出一个结论：小球摆动一次的时间与摆球的轻重无关，而与悬线长度有关，悬线越长，摆球摆动越慢。摆的这个运动特性，称为摆的等时性原理，这个原理是伽利略由发现的。 【课堂探究】 探究一、探究摆的奥秘 1．小慧家的摆钟走快了，小慧观察了张师傅的维修过程后，她提出的问题是摆来回摆动的时间由什么决定？ 2．有一位同学猜想摆的快慢可能与摆的长短有关系，你知道他猜想的依据吗？ 当摆钟走时不准确时，向上或向下调节摆锤下面的螺母位置，就能使摆钟走时准确，估计摆长会影响摆动的快慢。 3．探究物理问题时，制订探究计划应针对探究目的，实验应注意选择器材。实验小组的同学研究摆的运动快慢时，对具体的实物(钟摆)进行了简化，请写出他们的实验设计方法。 用细线悬挂小球代替钟摆，采用控制变量法研究影响摆动的快慢的因素。 伽利略最先对摆的摆动进行了科学探究并得出了摆的运动规律，叫做摆的等时性原理。 特别提醒 探究摆的等时性对初中物理学习的指导意义深远且广泛。这一原理不仅是物理学中的一个基础概念，而且在我们理解日常生活现象、进行科学探索以及培养科学精神等方面都发挥着重要作用。 摆的等时性原理有助于我们理解周期性运动。周期性运动是自然界中普遍存在的现象，如心跳、呼吸、日月运行等。通过学习摆的等时性，我们可以更好地理解这些周期性运动背后的规律和机制。 摆的等时性原理为我们提供了实验探索的范例。在物理学习中，实验是不可或缺的一部分。通过观察摆的运动，我们可以设计实验来验证摆的等时性，进而理解实验设计的基本原则和方法。这种实验探索的能力对于培养我们的科学素养和创新能力至关重要。 摆的等时性原理也对我们理解其他物理现象具有启示作用。例如，在理解单摆、复摆、弹簧振子等系统时，我们可以借鉴摆的等时性原理来分析它们的运动规律。这种跨领域的知识迁移和应用能力，对于我们深入学习物理学科具有重要意义。 摆的等时性原理还培养了我们的科学精神。通过学习和探究摆的等时性原理，我们可以体验到科学探索的乐趣和挑战，从而激发我们对科学的热爱和追求。这种科学精神将伴随我们一生，成为我们不断追求真理、探索未知的动力源泉。 【例题1】为了研究单摆摆动的周期与摆线长度的关系，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不变，改变摆线的长度 D．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 【答案】C 【解析】为了研究单摆摆动的周期与摆线长度的关系，根据控制变量法，探究因素不同，其它因素均应保持相同，即应保持幅度和摆球的质量及其它相关因素相同，改变摆的长度，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 探究二、科学探究的过程 1．提出问题是进行科学探究的第一步。 2．牛顿说过，没有大胆猜想，就做不出伟大的发现。在科学探究中，猜测与假设是以自己的经验和知识为基础作出的一种试探性解释。 3. 科学探究的过程是由提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估和交流与合作七个要素组成，其中交流与合作是贯穿整个过程不可缺少的重要因素。 4．小明看自行车运动员比赛的电视转播时，听到解说员说运动员身体要尽量前倾，减小空气的阻力。他猜想，运动员所受空气阻力可能与迎风部分面积大小有关。他利用物理课上学到的科学探究方法对猜想进行验证。小明找了两张同样的纸，将一张纸水平展开，另一张纸揉成一团，让两张纸从同一高度同时下落，观察谁先落地，结果发现揉成一团的纸先落地。 (1)探究过程中，小明是采用距离相同，比较下落时间不同，判断空气阻力与迎风部分面积大小的关系。 (2)通过以上探究可得到的结论是：空气阻力与迎风面积大小有关，迎风面积越大，空气阻力越大；该结论在生产、生活和科学实践中有很多应用，试举一例。 例：使火箭头较尖，减少空气的阻力。 【例题2】冬天天气比较寒冷，为了取暖，小明屋里开了个小太阳电暖气，一段时间后不热了，但是屋子里其他用电器仍正常工作，他想可能是电暖气里面的发热体烧坏了，也可能是开关坏了，也可能用了定时功能，这属于科学探究中的哪一个环节（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．分析论证 D．交流与合作 【答案】B 【解析】小太阳电暖气，一段时间后不热了，小明作出了三种猜想：可能是电暖气里面的发热体烧坏了，也可能是开关坏了，也可能用了定时功能，属于猜想与假设，故ACD不符合题意，B故符合题意。 故选B。 【例题3】在实施科学探究的过程中，所涉及的主要环节顺序正确的是（　　） A．提出问题、猜想与假设、设计实验、结论和评估、进行实验并收集证据 B．提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验并收集证据、分析和评估 C．提出问题、猜想与假设、评估、设计实验、进行实验并收集证据 D．提出问题、猜想与假设、分析和论证、设计实验、结论和评估、进行实验并收集证据 【答案】B 【解析】科学探究过程一般要经历的主要环节是提出问题、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、评估、交流与合作七个环节，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【归纳整理】 1.4 尝试科学探究 【课堂练习】 一、单选题 1．探究“物体吸收太阳能的能力与什么有关”时，小明认为它可能与物体的颜色有关。就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究的哪一个环节（　　） A．猜想假设 B．设计实验 C．进行实验 D．分析论证 【答案】A 【解析】科学探究的主要环节有：提出问题→猜想与假设→制定计划（或设计方案）→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→拓展与迁移。对照探究实验的几个要素知道，“小明认为它可能与物体的颜色有关”这属于做出猜想，因此是猜想假设环节，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会碎，而掉到沙坑里却不容易碎。老师要求同学针对这一现象提出一个问题，下面四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（　　） A．“下落高度高是玻璃杯撞击后破碎的原因吗？” B．“玻璃杯的延展性与撞击物体之间有什么关系？” C．“力的大小对玻璃杯撞击后完好与损坏程度有什么影响？” D．“玻璃杯撞击后是否破碎与撞击面的硬度有什么关系？” 【答案】D 【解析】玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎，因为水泥地较硬而沙坑较软，所以可以提出的问题是：“玻璃杯掉到地上是否破碎与撞击面的硬度有什么关系?”；其它问题都是表面现象，没有可探究的价值。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．疫情期间老师发现小明精神不振，脸色绯红，于是“估计”他可能发烧。从科学探究角度分析，老师的“估计”属于（　　） A．提出问题 B．提出猜想和假设 C．制定出实验方案 D．获取事实与证据 【答案】B 【解析】从科学探究的环节上分析，老师估计该同学可能在发烧，老师的“估计“属于提出猜测和假设，要求该同学测量体温的目的是获取事实和证据。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．对于环形山形成的原因，目前公认的观点是“撞击说”。湾湾用沙盘、小球等工具对“撞击说”进行模拟，得到下表的实验数据。实验探究中，在其他因素不变的情况下，只改变（　　）因素，可看到坑的深度不同。 实验序号 重力/牛 体积/立方厘米 下落高度/厘米 实验现象:坑的深度/厘米 1 2 20 30 1 2 2 20 60 2 3 2 20 90 3 A．体积 B．下落高度 C．坑的深度 【答案】B 【解析】根据控制变量法，从表中数据中可以看出，在小球重力、体积等因素不变的情况下，只改变小球下落高度，发现坑的深度不同，说明在其他因素不变的情况下，坑的深度与下落高度有关。故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 二、多选题 5．在进行科学探究的过程中，下列做法中正确的是（　　） A．不断地发现并提出问题 B．任何实验资料都要保密，不宜交流 C．制定尽可能详细的实验计划 D．大胆地猜想和假设 【答案】ACD 【解析】A．探究的一般过程，并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论，所以应是不断地发现并提出问题，故A正确； B．学探究过程中要进行交流与合作，资料不宜保密，故B错误； C．为了使实验进行顺利，实验时制定尽可能详细的实验计划，故C正确； D．在进行探究实验时，在不断地发现并指出问题，大胆地猜想和假设，故D正确。 故选ACD。 6．下列对科学探究的四个说法中，不正确的是（　　） A．科学探究要注意观察，善于提出问题 B．进行科学探究是科学家的事，与中学生无关 C．进行科学探究要善于进行分析和归纳，找出问题的答案 D．科学探究中进行测量时，尽可能使用精密的测量工具，这样可以消除测量误差 【答案】BD 【解析】A．科学探究，需要在生活中注意观察，善于发现问题、提出问题。故A正确，不符合题意； B．进行科学探究是中学生学习物理的一部分，与学生有密切关系，故B错误，符合题意； C．进行科学探究时，要从观察到的实验现象中分析，从而得到普遍规律，归纳出结论，解决提出的问题，故C正确，不符合题意； D．科学探究需要测量时，使用精密的测量工具，能很好的减少测量误差，而不能消除测量误差，故D错误，符合题意。 故选BD。 三、填空题 7．物理学是一门十分有趣的科学，是一门以 、 （均选填“观察”、“实验”或“阅读”）为基础的科学，它研究声、光、热、力、电等形形色色的物理现象。 【答案】 观察 实验 【解析】[1][2]物理是一门实验学科，通过实验现象和观察实验数据来得到规律或结论。 8．英国科学家 说过，没有大胆猜想，就做不出伟大的发现，意大利科学家 最先发现了摆的等时性原理（均填科学家名字）。 【答案】 牛顿 伽利略 【解析】[1]“没有大胆猜想，就做不出伟大的发现”是由英国科学家牛顿说的。 [2] 摆是由摆长和摆锤组成，同一个摆，摆摆动得快慢与摆长有关，与摆锤无关；意大利科学家伽利略最先发现了摆的等时性原理。 9．上体育课时，体育老师训练同学们掷铅球，小明和同学们讨论“铅球是用铅，还是用铁制成的呢？”一个同学说“用磁铁吸一下，不就知道了？”于是他们就找来磁铁吸引铅球，结果铅球被吸引了，“铅球是用铅，还是用铁制成的呢？”和“找来磁铁吸引铅球，结果铅球被吸引了”分别属于科学探究七个环节中的 、 。 【答案】 提出问题 进行实验与收集证据 【解析】[1][2]用磁铁吸一下是一个具体的实验操作过程。讨论“铅球是用铅，还是用铁制成的呢？”这一环节属于科学探究中的提出问题；找来磁铁吸引铅球，结果铅球被吸引了，这一过程属于科学探究中的进行实验与收集证据。 10．实验物理学的先驱者 开创了以实验为基础并具有严密逻辑体系和数学表述的近代科学，他曾在比萨斜塔上将两个重量不同的球体从相同的高度同时扔下，观察两个铅球落地情况，这一操作属于以下科学探究7个步骤中的 。（填写序号）科学探究的七个环节是：①提出问题、②猜想与假设、③制定计划与设计实验、④进行实验与搜集数据、⑤分析与论证、⑥评估、⑦交流与合作。 【答案】 伽利略 ④ 【解析】[1]伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验为基础并具有严密逻辑体系和数学表述的近代科学。 [2]在比萨斜塔上将两个重量不同的球体从相同的高度同时扔下，观察两个铅球落地情况，这一操作属于进行实验与搜集数据，故选④。 四、实验题 11．小亮在进行跳远项目训练时，发现自己的跳远成绩总是不够理想。于是他思考，如何才能提高跳远成绩。他猜想：跳远成绩可能与起跳速度和起跳角度有关。他设计了如图甲所示的装置进行实验，将容器放在水平桌面，让喷壶嘴的位置不变，但可以调节喷水枪的倾角，并可通过开关来控制水喷出的速度大小。 （1）如图甲所示，喷水嘴的方向不变时，依次增大喷水速度，三次实验记录的水喷出后的落点分别为A、B、C。结合日常跳远训练，分析实验现象可知，当起跳角度不变时，起跳速度越大，跳远成绩越 ； （2）控制开关，让水喷出的速度不变，改变喷水的角度重复实验，如图乙所示。小亮根据实验数据绘制的图像如图丙所示。结合日常跳远训练，分析图像可知，当起跳的速度一定时，起跳角度为 时，跳远成绩最好； （3）请你帮小亮设计一个“探究跳远成绩与起跳时速度关系”的实验记录表格。 【答案】 好 45° 见解析 【解析】（1）[1]由图甲可知，喷水嘴的方向不变时，喷水速度增大，喷射距离越远，由此可得出结论：当物体掷射角度相同时，掷射的速度越大，掷射的距离越远。故当起跳角度不变时，起跳速度越大，跳远成绩越好。 （2）[2]由图丙可知，当物体抛出的速度一定时，抛射角为45°时，水平射程最大。故当起跳的速度一定时，起跳角度为45°时，跳远成绩最好。 （3）[3]探究标枪掷的远近与投射时的速度关系，保持投射角度不变，改变投射时的速度，多次实验得出结论，实验记录表格如下： 投射角度一定 投射的速度/(m/s) 投射的距离/cm 12．一天，小明用干抹布去擦桌上的水，却很难擦干，妈妈见状拿了另外一块抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感觉有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事。妈妈告诉他说：“我拿的抹布是棉做的，你手里的抹布是涤纶做的。”他不禁想到了一个问题并进行了如下探究。 （1）提出问题： ？ （2）猜想与假设： 。 （3）实验器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足够的水。 （4）进行实验与收集证据：在三个烧杯中分别倒入 的水，分别将三块布放入三个烧杯中让水浸透，然后将三块布取出，从方便和准确的角度看，应观察和比较 ，将现象记录下来。 布料种类 涤纶 麻 棉 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所含水量 最少 较多 最多 （5）分析与论证：抹布的吸水能力与 有关， 的吸水能力最弱。 （6）评估：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服，因此从吸水能力这个角度来说，应尽量采用 类布料来做夏装。 【答案】 抹布的吸水能力与什么因素有关？ 抹布的吸水能力可能与抹布布料种类有关 质量相等 杯中所剩水量 布料种类 涤纶 棉布 【解析】（1）[1]由妈妈的话可知，变化的量是抹布的布料种类，关注的内容是擦干程度不同。根据控制变量研究问题的方法，擦干程度即吸水能力为研究内容，变量为布料种类，所以提出问题：抹布的吸水能力是否与抹布布料种类有关？ （2）[2]由实际实例提出猜想：抹抹布的吸水能力可能与抹布布料种类有关。 （4）[3][4]布料吸水的多少不易方便准确的看出，所以用转化为一定质量的水被吸收一部分后，剩余的少的，则吸收的多，所以烧杯中要有质量相等的水，比较杯中所剩水量。 （5）[5][6]通过对表格数据的分析，质量相同的情况下，棉布吸水质量最大，涤纶吸水质量最小，能得出结论：抹布的吸水能力与布料种类有关，棉布的吸水能力最好，涤纶的吸水能力最差。 （6）[7]棉吸水能力最强，所以，从吸水能力这个角度来说，应尽量采用棉布类布料来做夏装。 13．意大利科学家伽利略曾经对教堂里的吊灯摆动进行研究，得出摆的等时性。某实验小组的同学们想继续探究这个问题。他们做了如图甲所示的摆，并进行了相应实验。 提出问题：单摆摆动时间与哪些因素有关? 猜想：①可能与摆长有关； ②可能与摆球的质量有关； ③可能与摆幅（摆动中摆球离开中心的最大距离）有关。 他们进行了如图乙所示的实验，细绳一端拴一个小球，另一端固定，让小球自由往返摆动，记录的数据如下表。请回答下列问题： 实验序号 小球到固定点的距离（摆长） 小球质量 摆幅 小球往返摆动一次的时间 1 0.7 20 0.05 1.7 2 1.0 20 0.08 2.0 3 1.0 30 0.05 2.0 4 1.0 30 0.08 2.0 5 1.3 20 0.05 2.3 （1）分析实验 （填实验序号），可判断猜想②是否正确； （2）分析实验1、5，可以得到的结论是 ； （3）实验过程中为了减小实验误差，请你对实验提出一条改进意见： ； （4）根据本实验得出的结论，生活中荡秋千时，如果想让秋千荡一次的时间长一点，可以采取的措施是 。 【答案】 2、4 见解析 见解析 见解析 【解析】（1）[1]探究单摆摆动时间可能与摆球的质量有关，保持绳长和摆动幅度相同，改变质量，实验序号2与4符合题意。 （2）[2]分析实验1、5，小球的质量和摆动幅度相同，第5次实验摆长较大，小球往返摆动一次的时间较大，可以得到往返摆动的时间与摆长有关。 （3）[3]实验时测20次的往复摆动时间，这样多次测量取平均，目的是减少误差。 （4）[4]荡秋千时，想让秋千荡一次的时间长一点，可以让绳子长一些。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.4 尝试科学探究（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 新课标在＜课程目标＞关于核心素养中的科学探究中提出：科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。 物理观念：知道科学探究的过程，熟悉刻度尺和停表的使用，能对实验数据进行简单的处理和分析。 科学思维：经历科学探究，获得对科学探究过程的一般性认识，领悟科学探究的几个重要环节，挖掘学生抽象和假设验证的能力。 科学探究：通过科学探究，了解科学探究的过程和一般步骤。 科学态度与责任：体验探究，明确物理的探究必须基于事实，尊重事实。树立探究的思想，培养发现问题、提出问题、解决问题的意识。 【学习重点】 1. 引导学生完整经历科学探究的六个环节，理解每个环节的核心要求：提出问题需基于生活观察（如摆钟走快）；猜想假设需结合经验（非随意猜测）；实验设计需控制变量（单一变量改变）； 2. 基于实验数据归纳摆的运动规律：摆的摆动快慢与摆长有关（摆长越长，摆动越慢），与摆锤轻重（材料）、摆动角度无关； 3. 掌握 “累积法” 测量摆的摆动时间（测 10 次、20 次时间，求单次平均时间），规范记录实验数据。 【学习难点】 1. 准确应用控制变量法设计实验：探究 “摆锤影响” 时，保持摆长、摆角不变，仅改变摆锤（如铜球与铝球，大小相同）；探究 “摆长影响” 时，保持摆锤、摆角不变，仅改变摆线长度（如 80cm 与 160cm）； 2. 科学分析实验数据：排除偶然误差（如某组数据偏差大），从多组对比数据中提炼 “摆长与摆动快慢” 的定量关联（如摆长 160cm 的摆动时间约为 80cm 的 2 倍）； 3. 开展有效的评估与反思：主动发现实验不足（如计时误差、摆角过大），提出改进方案（如多测几次、控制摆角在 30° 以内）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．科学探究的过程包括：提出问题、________________、设计实验与制订计划、________________、________________、评估与反思。 2．小慧和同学在尝试探究摆的奥秘，他们对实验中收集到的数据进行对比分析，得出一个结论：小球摆动一次的时间与________________无关，而与________________有关，________________，摆球摆动越慢。摆的这个运动特性，称为摆的________原理，这个原理是________由发现的。 【课堂探究】 探究一、探究摆的奥秘 1．小慧家的摆钟走快了，小慧观察了张师傅的维修过程后，她提出的问题是______________________？ 2．有一位同学猜想摆的快慢可能与摆的长短有关系，你知道他猜想的依据吗？ ________________________________________________________________________________。 3．探究物理问题时，制订探究计划应针对探究目的，实验应注意选择器材。实验小组的同学研究摆的运动快慢时，对具体的实物(钟摆)进行了简化，请写出他们的实验设计方法。 ________________________________________________________________________________________。 ________最先对摆的摆动进行了科学探究并得出了摆的运动规律，叫做摆的________原理。 特别提醒 探究摆的等时性对初中物理学习的指导意义深远且广泛。这一原理不仅是物理学中的一个基础概念，而且在我们理解日常生活现象、进行科学探索以及培养科学精神等方面都发挥着重要作用。 摆的等时性原理有助于我们理解周期性运动。周期性运动是自然界中普遍存在的现象，如心跳、呼吸、日月运行等。通过学习摆的等时性，我们可以更好地理解这些周期性运动背后的规律和机制。 摆的等时性原理为我们提供了实验探索的范例。在物理学习中，实验是不可或缺的一部分。通过观察摆的运动，我们可以设计实验来验证摆的等时性，进而理解实验设计的基本原则和方法。这种实验探索的能力对于培养我们的科学素养和创新能力至关重要。 摆的等时性原理也对我们理解其他物理现象具有启示作用。例如，在理解单摆、复摆、弹簧振子等系统时，我们可以借鉴摆的等时性原理来分析它们的运动规律。这种跨领域的知识迁移和应用能力，对于我们深入学习物理学科具有重要意义。 摆的等时性原理还培养了我们的科学精神。通过学习和探究摆的等时性原理，我们可以体验到科学探索的乐趣和挑战，从而激发我们对科学的热爱和追求。这种科学精神将伴随我们一生，成为我们不断追求真理、探索未知的动力源泉。 【例题1】为了研究单摆摆动的周期与摆线长度的关系，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不变，改变摆线的长度 D．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 探究二、科学探究的过程 1．________________是进行科学探究的第一步。 2．牛顿说过，没有________________，就做不出伟大的发现。在科学探究中，猜测与假设是以自己的________和________为基础作出的一种试探性解释。 3. 科学探究的过程是由提出问题、________________、设计实验与制订计划、________________、________________、评估和交流与合作七个要素组成，其中________________是贯穿整个过程不可缺少的重要因素。 4．小明看自行车运动员比赛的电视转播时，听到解说员说运动员身体要尽量前倾，减小空气的阻力。他猜想，运动员所受空气阻力可能与迎风部分面积大小有关。他利用物理课上学到的科学探究方法对猜想进行验证。小明找了两张同样的纸，将一张纸水平展开，另一张纸揉成一团，让两张纸从同一高度同时下落，观察谁先落地，结果发现揉成一团的纸先落地。 (1)探究过程中，小明是采用距离相同，比较________________不同，判断空气阻力与迎风部分面积大小的关系。 (2)通过以上探究可得到的结论是：________________________________________；该结论在生产、生活和科学实践中有很多应用，试举一例。 例：________________________________。 【例题2】冬天天气比较寒冷，为了取暖，小明屋里开了个小太阳电暖气，一段时间后不热了，但是屋子里其他用电器仍正常工作，他想可能是电暖气里面的发热体烧坏了，也可能是开关坏了，也可能用了定时功能，这属于科学探究中的哪一个环节（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．分析论证 D．交流与合作 【例题3】在实施科学探究的过程中，所涉及的主要环节顺序正确的是（　　） A．提出问题、猜想与假设、设计实验、结论和评估、进行实验并收集证据 B．提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验并收集证据、分析和评估 C．提出问题、猜想与假设、评估、设计实验、进行实验并收集证据 D．提出问题、猜想与假设、分析和论证、设计实验、结论和评估、进行实验并收集证据 【归纳整理】 1.4 尝试科学探究 【课堂练习】 一、单选题 1．探究“物体吸收太阳能的能力与什么有关”时，小明认为它可能与物体的颜色有关。就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究的哪一个环节（　　） A．猜想假设 B．设计实验 C．进行实验 D．分析论证 2．玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会碎，而掉到沙坑里却不容易碎。老师要求同学针对这一现象提出一个问题，下面四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（　　） A．“下落高度高是玻璃杯撞击后破碎的原因吗？” B．“玻璃杯的延展性与撞击物体之间有什么关系？” C．“力的大小对玻璃杯撞击后完好与损坏程度有什么影响？” D．“玻璃杯撞击后是否破碎与撞击面的硬度有什么关系？” 3．疫情期间老师发现小明精神不振，脸色绯红，于是“估计”他可能发烧。从科学探究角度分析，老师的“估计”属于（　　） A．提出问题 B．提出猜想和假设 C．制定出实验方案 D．获取事实与证据 4．对于环形山形成的原因，目前公认的观点是“撞击说”。湾湾用沙盘、小球等工具对“撞击说”进行模拟，得到下表的实验数据。实验探究中，在其他因素不变的情况下，只改变（　　）因素，可看到坑的深度不同。 实验序号 重力/牛 体积/立方厘米 下落高度/厘米 实验现象:坑的深度/厘米 1 2 20 30 1 2 2 20 60 2 3 2 20 90 3 A．体积 B．下落高度 C．坑的深度 二、多选题 5．在进行科学探究的过程中，下列做法中正确的是（　　） A．不断地发现并提出问题 B．任何实验资料都要保密，不宜交流 C．制定尽可能详细的实验计划 D．大胆地猜想和假设 6．下列对科学探究的四个说法中，不正确的是（　　） A．科学探究要注意观察，善于提出问题 B．进行科学探究是科学家的事，与中学生无关 C．进行科学探究要善于进行分析和归纳，找出问题的答案 D．科学探究中进行测量时，尽可能使用精密的测量工具，这样可以消除测量误差 三、填空题 7．物理学是一门十分有趣的科学，是一门以 、 （均选填“观察”、“实验”或“阅读”）为基础的科学，它研究声、光、热、力、电等形形色色的物理现象。 8．英国科学家 说过，没有大胆猜想，就做不出伟大的发现，意大利科学家 最先发现了摆的等时性原理（均填科学家名字）。 9．上体育课时，体育老师训练同学们掷铅球，小明和同学们讨论“铅球是用铅，还是用铁制成的呢？”一个同学说“用磁铁吸一下，不就知道了？”于是他们就找来磁铁吸引铅球，结果铅球被吸引了，“铅球是用铅，还是用铁制成的呢？”和“找来磁铁吸引铅球，结果铅球被吸引了”分别属于科学探究七个环节中的 、 。 10．实验物理学的先驱者 开创了以实验为基础并具有严密逻辑体系和数学表述的近代科学，他曾在比萨斜塔上将两个重量不同的球体从相同的高度同时扔下，观察两个铅球落地情况，这一操作属于以下科学探究7个步骤中的 。（填写序号）科学探究的七个环节是：①提出问题、②猜想与假设、③制定计划与设计实验、④进行实验与搜集数据、⑤分析与论证、⑥评估、⑦交流与合作。 四、实验题 11．小亮在进行跳远项目训练时，发现自己的跳远成绩总是不够理想。于是他思考，如何才能提高跳远成绩。他猜想：跳远成绩可能与起跳速度和起跳角度有关。他设计了如图甲所示的装置进行实验，将容器放在水平桌面，让喷壶嘴的位置不变，但可以调节喷水枪的倾角，并可通过开关来控制水喷出的速度大小。 （1）如图甲所示，喷水嘴的方向不变时，依次增大喷水速度，三次实验记录的水喷出后的落点分别为A、B、C。结合日常跳远训练，分析实验现象可知，当起跳角度不变时，起跳速度越大，跳远成绩越 ； （2）控制开关，让水喷出的速度不变，改变喷水的角度重复实验，如图乙所示。小亮根据实验数据绘制的图像如图丙所示。结合日常跳远训练，分析图像可知，当起跳的速度一定时，起跳角度为 时，跳远成绩最好； （3）请你帮小亮设计一个“探究跳远成绩与起跳时速度关系”的实验记录表格。 12．一天，小明用干抹布去擦桌上的水，却很难擦干，妈妈见状拿了另外一块抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感觉有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事。妈妈告诉他说：“我拿的抹布是棉做的，你手里的抹布是涤纶做的。”他不禁想到了一个问题并进行了如下探究。 （1）提出问题： ？ （2）猜想与假设： 。 （3）实验器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足够的水。 （4）进行实验与收集证据：在三个烧杯中分别倒入 的水，分别将三块布放入三个烧杯中让水浸透，然后将三块布取出，从方便和准确的角度看，应观察和比较 ，将现象记录下来。 布料种类 涤纶 麻 棉 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所含水量 最少 较多 最多 （5）分析与论证：抹布的吸水能力与 有关， 的吸水能力最弱。 （6）评估：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服，因此从吸水能力这个角度来说，应尽量采用 类布料来做夏装。 13．意大利科学家伽利略曾经对教堂里的吊灯摆动进行研究，得出摆的等时性。某实验小组的同学们想继续探究这个问题。他们做了如图甲所示的摆，并进行了相应实验。 提出问题：单摆摆动时间与哪些因素有关? 猜想：①可能与摆长有关； ②可能与摆球的质量有关； ③可能与摆幅（摆动中摆球离开中心的最大距离）有关。 他们进行了如图乙所示的实验，细绳一端拴一个小球，另一端固定，让小球自由往返摆动，记录的数据如下表。请回答下列问题： 实验序号 小球到固定点的距离（摆长） 小球质量 摆幅 小球往返摆动一次的时间 1 0.7 20 0.05 1.7 2 1.0 20 0.08 2.0 3 1.0 30 0.05 2.0 4 1.0 30 0.08 2.0 5 1.3 20 0.05 2.3 （1）分析实验 （填实验序号），可判断猜想②是否正确； （2）分析实验1、5，可以得到的结论是 ； （3）实验过程中为了减小实验误差，请你对实验提出一条改进意见： ； （4）根据本实验得出的结论，生活中荡秋千时，如果想让秋千荡一次的时间长一点，可以采取的措施是 。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $