1.4 尝试科学探究（导学案）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理导学案聚焦“尝试科学探究”，核心知识点为科学探究基本环节及控制变量法应用。通过摆钟调时情境导入，连接生活经验引出“摆摆动快慢影响因素”问题，搭建从现象到探究的学习支架。 资料以摆的实验为载体，设计完整探究流程，强化控制变量法，培养科学探究能力与科学思维。习题结合秋千、打水漂等生活实例，提升应用能力，落实实事求是科学态度，助力学生掌握探究方法与核心素养。

1.4 尝试科学探究（导学案） 【学习目标】 1．知道科学探究的基本环节，了解科学探究的一般流程与核心思路。 2．通过探究摆的奥秘，理解控制变量法的研究思想，能运用该方法设计简单的探究实验。 3．能对实验数据进行分析处理，归纳得出摆的摆动快慢与摆长的关系，提升证据推理能力。 4．体会科学探究的乐趣，养成实事求是、尊重事实的科学态度，树立交流合作的探究意识。 【学习重点】 1．科学探究的基本环节；2．控制变量法在探究实验中的应用；3．探究摆的摆动快慢影响因素的实验过程与结论。 【学习难点】1．控制变量法的理解与实验方案设计；2．实验数据的分析处理与结论归纳；3．对实验过程的评估与反思。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．科学的核心是______，学习物理就要学会科学探究；____________是进行科学探究的第一步。 2．在探究钟摆摆动快慢的影响因素时，同学们作出的猜想有：摆动的快慢可能与____________、__________________、__________________有关。 3．实验中用细线悬挂小球代替钟摆，第一组用同样长的细线，挂不同材料的小球，探究摆动快慢与__________________的关系；第二组用同一个小球，改变细线长度，探究摆动快慢与____________的关系。这种每次只改变一个变量、控制其他变量不变的研究方法叫作____________法。 4．实验中测量小球摆动 10 次、20 次的总时间，再计算摆动一次的时间，运用了______法，目的是____________________________________。 5．实验结论：悬线长度相等时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重______（选填 “有关” 或 “无关”）；摆球摆动一次的时间只与悬线的______有关，悬线越长，摆球摆动越______（选填 “快” 或 “慢”）。 6．科学探究的主要环节依次为：提出问题、__________________、设计实验与制订方案、获取与处理信息（进行实验与收集证据）、____________、评估与反思、交流与合作。 【课堂探究】 探究一、提出问题与猜想假设 【情境引入】摆钟走快了，拧动钟摆下方的螺母就能调准走时。摆钟来回摆动一次的时间，由哪些因素决定？ 【提出问题】摆摆动的快慢与哪些因素有关？ 【猜想与假设】结合生活经验与已有知识作出猜想，并说明猜想依据： 猜想 1：摆动快慢可能与摆锤的轻重有关；依据：物体越重下落越快，推测摆越重摆动越快。 猜想 2：摆动快慢可能与____________有关；依据：__________________________________________。 猜想 3：摆动快慢可能与____________有关；依据：__________________________________________。 【方法点拨】科学猜想不是凭空臆想，要以生活经验和已有知识为基础，作出试探性解释。 【例题1】不同物体吸收太阳辐射能力不同，小明认为它可能与物体的颜色有关，于是，他将几个完全相同的物体涂上不同颜色放在太阳底下，测出相同时间内物升高的温度，就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究中的（　　） A．猜想假设 B．提出问题 C．进行实验 D．分析论证 探究二、设计实验与进行实验 【思考】多个因素都可能影响摆动快慢，我们用什么方法才能逐一明确每个因素的影响？ 【核心方法】控制变量法：探究某个因素对摆动快慢的影响时，控制其他所有因素保持不变，只改变这一个因素。 【实验分组设计】 1．第一组：探究摆动快慢与摆球轻重的关系 ①控制不变的量：____________、摆角（摆动幅度）； ②改变的量：摆球的轻重（材料、质量）； ③实验器材：长度相同的细线、大小相同的铜球和铝球、停表、铁架台。 2第二组：探究摆动快慢与摆长的关系 ①控制不变的量：摆球（质量、大小）、____________； ②改变的量：____________； ③实验器材：同一小球、不同长度的细线、停表、铁架台。 【实验操作与数据记录】 1．组装实验装置，将小球拉到指定角度后由静止释放； 2．用停表测量小球摆动 10 次、20 次的总时间，填入对应表格，计算摆动一次的平均时间。 表 1 摆长相同、摆球不同时的摆动时间 摆球 摆动10次总时间/s 摆动20次总时间/s 摆动一次平均时间/s 铜球 铝球 表 2 摆球相同、摆长不同时的摆动时间 摆长 摆动10次总时间/s 摆动20次总时间/s 摆动一次平均时间/s 80cm 160cm 【讨论】为什么不直接测量摆动一次的时间，而要测多次摆动的总时间再求平均值？ 【例题2】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 。 探究三、分析与论证、评估与反思 【数据分析】 1．对比表 1 数据：摆长相同时，铜球和铝球摆动一次的时间____________，说明摆动快慢与摆球轻重______。 2．对比表 2 数据：同一摆球，摆长越长，摆动一次的时间越______，说明摆动快慢与摆长______，摆越长，摆动越______。 【实验结论】 摆摆动的快慢与____________无关，与______有关；摆长越______，摆动越快；摆长越______，摆动越慢。 【评估与反思】 1．张师傅将钟摆螺母往下拧，摆长变______，摆的摆动变______，就能让走快的摆钟恢复准确，这与实验结论一致。 2．实验中小球摆动会逐渐停下，而摆钟能长时间摆动，原因是摆钟内部有发条装置补充能量，抵消了空气阻力的影响。 3．为了让实验结论更可靠，可以采取的措施有：__________________________________________。 【例题3】（多选题）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 探究四、科学探究的完整流程 【梳理总结】科学探究的七大环节及作用： 1．____________：探究的起点，发现并提出有研究价值的问题； 2．猜想与假设：基于经验和知识对问题答案作出预判； 3．设计实验与制订方案：明确实验方法、器材与操作步骤； 4．进行实验与收集证据：规范操作，如实记录实验现象与数据； 5．____________：分析数据，归纳推理得出实验结论； 6评估与反思：反思实验方案、过程、结论的合理性与不足； 7交流与合作：分享探究成果，取长补短，完善结论。 【拓展思考】科学探究的环节是固定不变的吗？实际探究中可以怎样灵活调整？ 【例题4】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。 【归纳整理】1.4 尝试科学探究 【课堂练习】 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 2．如图所示是某同学探究“单摆摆动一次所需时间（周期）可能和摆的质量、摆线的长度、摆角有关”实验，实验的器材有质量一定的小球m，长度不同的细线两根，秒表等（摆线和竖直方向的夹角θ叫摆角）。 （1）单摆摆动一次所需时间（周期）可能与摆线的长度有关，请你对该实验再提出一点不同的猜想： ； （2）在探究单摆周期和其中一个因素的关系时，必须其他因素要保持相同，这种物理研究方法是叫 ； （3）如表所示是探究单摆摆动一次所需时间（周期）可能和摆长关系的数据，请你分析，得到的结论是：在 一定（或相同）时，单摆摆动一次所需时间（周期）随摆长增大而 （选填“增大”或“减小”）。 摆长L/m 0.64 0.81 1.00 周长T/s 1.60 1.80 2.00 3．小明玩荡秋千时，发现秋千往返摆动的时间有规律。于是，他用小球代替秋千探究“小球往返摆动一次的时间与哪些因素有关”，装置如图所示：在细绳一端拴一小球，另一端固定在铁架台上，让小球自由往返摆动。为了减小误差，他先测量小球往返摆动20次所用的时间，再据此计算小球往返摆动一次所用的时间，记录数据如下表。请你解答： 实验序号 小球到固定点 距离（摆长）/m 小球质量/g 小球往返摆动 20次的时间/s 小球往返摆动 一次的时间/s 1 0.7 20 33.2 1.7 2 1.0 20 39.7 2.0 3 1.0 30 39.8 2.0 4 1.3 20 45.3 2.3 （1）为完成上述实验，除如图所示的器材外，还需的测量工具是：天平、卷尺、 ； （2）比较 两次实验，可以探究小球往返摆动的时间与小球质量的关系；比较1、2、4三次实验，可以得出的结论是 ； （3）根据实验结论，若某秋千往返摆动得过慢，可以通过 的办法来改善。 4．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 5．一天晚上，小李家的灯突然熄灭，小李爸爸说可能灯丝断了。这一过程涉及科学探究过程的哪个环节？（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．交流与合作 D．以上一般都要涉及 6．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 7．周末，朋友们一起去湖边“打水漂”，小梦边玩边思考“打水漂”的飞溅次数与什么因素有关？他猜想可能与投射时的角度和速度有关，为了验证自己的猜想，他选择相似的石子进行了如下的实验： （1）小梦控制投射速度一定，分别以不同角度（与水平方向夹角）投射，记录的实验数据如下表，根据表中数据可以得出：当投射速度一定时， 投射角度 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 水漂飞溅次数 4 7 13 6 2 1 0 0 0 （2）为了探究“打水漂”的飞溅次数与速度的关系，小梦应使投射角度 ，改变投射的 ，从而改变石子的入水速度。他发现当投射速度较小时，石子无法打出水漂，而投射速度越大，打出水漂的次数越多。在实验时小梦选了形状、大小、材质都相似的石块是为了 。 8．一天饭后，小红帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，她忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布，很快就将桌上的水擦干了，她感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里的干抹布是涤纶做的。她由此想到了一个问题并进行了如下探究。 布料种类 涤纶布 麻布 棉布 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所含水量 最少 较多 最多 （1）提出的问题：布的吸水能力与布的什么因素有关？ （2）猜想与假设：布的吸水能力可能与布的种类有关； （3）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足量的水； （4）主要步骤：向三个烧杯中倒入 的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出，从方便和准确的角度看，应观察和比较 ，将现象记入表格； （5）根据如表，得出结论：布的吸水能力与布料 有关， 布的吸水能力最强， 布的吸水能力最弱； （6）炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸湿，会让人觉得很不舒服，因此从吸水能力这个角度考虑，应尽量采用 布来制作夏装。 9．物理科学探究是其乐无穷的，在探究时，我们首先要提出问题，明确方向，接着进行合理的 ，再根据实际情况制定计划与设计实验，并进行实验与收集证据，接着对实验结果进行 ，最后进行评估以及交流与合作。 【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】 1．知道科学探究的基本环节，了解科学探究的一般流程与核心思路。 2．通过探究摆的奥秘，理解控制变量法的研究思想，能运用该方法设计简单的探究实验。 3．能对实验数据进行分析处理，归纳得出摆的摆动快慢与摆长的关系，提升证据推理能力。 4．体会科学探究的乐趣，养成实事求是、尊重事实的科学态度，树立交流合作的探究意识。 【学习重点】 1．科学探究的基本环节；2．控制变量法在探究实验中的应用；3．探究摆的摆动快慢影响因素的实验过程与结论。 【学习难点】1．控制变量法的理解与实验方案设计；2．实验数据的分析处理与结论归纳；3．对实验过程的评估与反思。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．科学的核心是探究，学习物理就要学会科学探究；提出问题是进行科学探究的第一步。 2．在探究钟摆摆动快慢的影响因素时，同学们作出的猜想有：摆动的快慢可能与摆锤的轻重、摆的长短（摆长）、摆偏离的角度大小（摆角 、摆动幅度）有关。 3．实验中用细线悬挂小球代替钟摆，第一组用同样长的细线，挂不同材料的小球，探究摆动快慢与摆球轻重（摆锤质量）的关系；第二组用同一个小球，改变细线长度，探究摆动快慢与摆长（悬线长度）的关系。这种每次只改变一个变量、控制其他变量不变的研究方法叫作控制变量法。 4．实验中测量小球摆动 10 次、20 次的总时间，再计算摆动一次的时间，运用了累积法，目的是减小测量误差，减小测量误差。 5．实验结论：悬线长度相等时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重无关（选填 “有关” 或 “无关”）；摆球摆动一次的时间只与悬线的长度有关，悬线越长，摆球摆动越慢（选填 “快” 或 “慢”）。 6．科学探究的主要环节依次为：提出问题、猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息（进行实验与收集证据）、分析与论证、评估与反思、交流与合作。 【课堂探究】 探究一、提出问题与猜想假设 【情境引入】摆钟走快了，拧动钟摆下方的螺母就能调准走时。摆钟来回摆动一次的时间，由哪些因素决定？ 【提出问题】摆摆动的快慢与哪些因素有关？ 【猜想与假设】结合生活经验与已有知识作出猜想，并说明猜想依据： 猜想 1：摆动快慢可能与摆锤的轻重有关；依据：物体越重下落越快，推测摆越重摆动越快。 猜想 2：摆动快慢可能与摆长（悬线长度）有关；依据：摆钟拧动螺母改变摆的长度就能调准走时，推测摆的长度会影响摆动快慢。 猜想 3：摆动快慢可能与摆角（摆动幅度、偏离角度大小）有关；依据：摆偏离的角度越大，摆球下落的高度越高，推测摆动速度会更快。 【方法点拨】科学猜想不是凭空臆想，要以生活经验和已有知识为基础，作出试探性解释。 【例题1】不同物体吸收太阳辐射能力不同，小明认为它可能与物体的颜色有关，于是，他将几个完全相同的物体涂上不同颜色放在太阳底下，测出相同时间内物升高的温度，就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究中的（　　） A．猜想假设 B．提出问题 C．进行实验 D．分析论证 【答案】A 【分析】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，据此结合题意进行分析判断。 【解析】小明认为它可能与物体颜色有关，属于科学探究环节中的猜想假设。 故选A。 探究二、设计实验与进行实验 【思考】多个因素都可能影响摆动快慢，我们用什么方法才能逐一明确每个因素的影响？ 【核心方法】控制变量法：探究某个因素对摆动快慢的影响时，控制其他所有因素保持不变，只改变这一个因素。 【实验分组设计】 1．第一组：探究摆动快慢与摆球轻重的关系 ①控制不变的量：摆长（悬线长度）、摆角（摆动幅度）； ②改变的量：摆球的轻重（材料、质量）； ③实验器材：长度相同的细线、大小相同的铜球和铝球、停表、铁架台。 2第二组：探究摆动快慢与摆长的关系 ①控制不变的量：摆球（质量、大小）、摆角（摆动幅度）； ②改变的量：摆长（悬线长度）； ③实验器材：同一小球、不同长度的细线、停表、铁架台。 【实验操作与数据记录】 1．组装实验装置，将小球拉到指定角度后由静止释放； 2．用停表测量小球摆动 10 次、20 次的总时间，填入对应表格，计算摆动一次的平均时间。 表 1 摆长相同、摆球不同时的摆动时间 摆球 摆动10次总时间/s 摆动20次总时间/s 摆动一次平均时间/s 铜球 铝球 表 2 摆球相同、摆长不同时的摆动时间 摆长 摆动10次总时间/s 摆动20次总时间/s 摆动一次平均时间/s 80cm 160cm 【讨论】为什么不直接测量摆动一次的时间，而要测多次摆动的总时间再求平均值？ 摆动一次的时间很短，直接测量单次时间的误差较大；通过测量多次摆动的总时间，再计算单次摆动的平均时间，属于累积法，可以有效减小时间测量的误差，提升实验结果的准确程度。 【例题2】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。 探究三、分析与论证、评估与反思 【数据分析】 1．对比表 1 数据：摆长相同时，铜球和铝球摆动一次的时间基本相等（相近），说明摆动快慢与摆球轻重无关。 2．对比表 2 数据：同一摆球，摆长越长，摆动一次的时间越长，说明摆动快慢与摆长有关，摆越长，摆动越慢。 【实验结论】 摆摆动的快慢与摆球的轻重（质量）无关，与摆长有关；摆长越短，摆动越快；摆长越长，摆动越慢。 【评估与反思】 1．张师傅将钟摆螺母往下拧，摆长变长，摆的摆动变慢，就能让走快的摆钟恢复准确，这与实验结论一致。 2．实验中小球摆动会逐渐停下，而摆钟能长时间摆动，原因是摆钟内部有发条装置补充能量，抵消了空气阻力的影响。 3．为了让实验结论更可靠，可以采取的措施有：多次重复实验；换用不同摆球、不同摆长完成多组实验；优化实验装置减小空气阻力的影响。 【例题3】（多选题）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。 探究四、科学探究的完整流程 【梳理总结】科学探究的七大环节及作用： 1．提出问题：探究的起点，发现并提出有研究价值的问题； 2．猜想与假设：基于经验和知识对问题答案作出预判； 3．设计实验与制订方案：明确实验方法、器材与操作步骤； 4．进行实验与收集证据：规范操作，如实记录实验现象与数据； 5．分析与论证：分析数据，归纳推理得出实验结论； 6评估与反思：反思实验方案、过程、结论的合理性与不足； 7交流与合作：分享探究成果，取长补短，完善结论。 【拓展思考】科学探究的环节是固定不变的吗？实际探究中可以怎样灵活调整？ 科学探究的环节不是固定不变的。实际探究中可以根据具体问题灵活调整环节顺序，也可以循环推进 —— 比如评估后发现实验存在不足，就需要重新设计实验、再次收集证据，不一定严格按照固定的线性顺序完成。 【例题4】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。 【归纳整理】1.4 尝试科学探究 【课堂练习】 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。 2．如图所示是某同学探究“单摆摆动一次所需时间（周期）可能和摆的质量、摆线的长度、摆角有关”实验，实验的器材有质量一定的小球m，长度不同的细线两根，秒表等（摆线和竖直方向的夹角θ叫摆角）。 （1）单摆摆动一次所需时间（周期）可能与摆线的长度有关，请你对该实验再提出一点不同的猜想： ； （2）在探究单摆周期和其中一个因素的关系时，必须其他因素要保持相同，这种物理研究方法是叫 ； （3）如表所示是探究单摆摆动一次所需时间（周期）可能和摆长关系的数据，请你分析，得到的结论是：在 一定（或相同）时，单摆摆动一次所需时间（周期）随摆长增大而 （选填“增大”或“减小”）。 摆长L/m 0.64 0.81 1.00 周长T/s 1.60 1.80 2.00 【答案】 单摆摆动一次所需时间（周期）可能与摆的质量有关（或：可能与摆摆动的幅度有关） 控制变量法 摆的质量、摆角 增大 【解析】（1）[1]单摆摆动一次所需时间（周期）可能与可能与摆的质量有关（或：可能与摆摆动的幅度有关）。 （2）[2]实验中若探究单摆摆动一次所需时间（周期）可能与摆线长度的关系，需要控制摆球的质量和摆角相同，改变摆线长度，这用到了控制变量法。 （3）[3][4]根据表格数据知：在摆的质量、摆角一定（或相同）时，单摆摆动一次所需时间（周期）随摆长增大而增大。 3．小明玩荡秋千时，发现秋千往返摆动的时间有规律。于是，他用小球代替秋千探究“小球往返摆动一次的时间与哪些因素有关”，装置如图所示：在细绳一端拴一小球，另一端固定在铁架台上，让小球自由往返摆动。为了减小误差，他先测量小球往返摆动20次所用的时间，再据此计算小球往返摆动一次所用的时间，记录数据如下表。请你解答： 实验序号 小球到固定点 距离（摆长）/m 小球质量/g 小球往返摆动 20次的时间/s 小球往返摆动 一次的时间/s 1 0.7 20 33.2 1.7 2 1.0 20 39.7 2.0 3 1.0 30 39.8 2.0 4 1.3 20 45.3 2.3 （1）为完成上述实验，除如图所示的器材外，还需的测量工具是：天平、卷尺、 ； （2）比较 两次实验，可以探究小球往返摆动的时间与小球质量的关系；比较1、2、4三次实验，可以得出的结论是 ； （3）根据实验结论，若某秋千往返摆动得过慢，可以通过 的办法来改善。 【答案】 停表 2、3 小球质量一定时，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越长 缩短秋千的摆长 【解析】（1）[1]实验中用刻度尺测量摆长、用托盘天平测小球的质量，用秒表测量往返摆动的时间。 （2）[2]要探究小球往返摆动的时间与小球质量的关系，需要控制摆长相同，改变摆球的质量，实验2、3符合题意。 [3]比较1、2、4三次实验知质量相同，摆长变化，且摆长越大，摆动1次时间越长，说明小球往返摆动一次的时间与摆长有关，故可以得出：在质量相同时，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越长。 （3）[4]由实验（2）看出，在质量相同时，摆长变长，摆动1次时间变长，所以要将秋千调快，应将秋千的摆长调短。 4．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。 5．一天晚上，小李家的灯突然熄灭，小李爸爸说可能灯丝断了。这一过程涉及科学探究过程的哪个环节？（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．交流与合作 D．以上一般都要涉及 【答案】B 【解析】通过灯突然熄灭的现象，猜想导致灯熄灭的原因可能是灯丝断了，涉及的科学探究过程是猜想与假设，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．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。 7．周末，朋友们一起去湖边“打水漂”，小梦边玩边思考“打水漂”的飞溅次数与什么因素有关？他猜想可能与投射时的角度和速度有关，为了验证自己的猜想，他选择相似的石子进行了如下的实验： （1）小梦控制投射速度一定，分别以不同角度（与水平方向夹角）投射，记录的实验数据如下表，根据表中数据可以得出：当投射速度一定时， 投射角度 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 水漂飞溅次数 4 7 13 6 2 1 0 0 0 （2）为了探究“打水漂”的飞溅次数与速度的关系，小梦应使投射角度 ，改变投射的 ，从而改变石子的入水速度。他发现当投射速度较小时，石子无法打出水漂，而投射速度越大，打出水漂的次数越多。在实验时小梦选了形状、大小、材质都相似的石块是为了 。 【答案】 随着投射角度的增大，水漂次数先增大后减小 不变 速度 控制石块的质量相等 【解析】（1）[1] 控制投射速度一定，分别以不同角度投射时，从表中数据可知随着投射角度的增大，水漂次数先增大后减小。 （2）[2][3][4] 为了探究“打水漂”的飞溅次数与速度的关系，根据控制变量法可知这里要控制好角度一致，速度不同。在实验时选择形状、大小、材质都相似的石块是为了控制石块的质量相等。 8．一天饭后，小红帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，她忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布，很快就将桌上的水擦干了，她感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的抹布是棉布做的，你手里的干抹布是涤纶做的。她由此想到了一个问题并进行了如下探究。 布料种类 涤纶布 麻布 棉布 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所含水量 最少 较多 最多 （1）提出的问题：布的吸水能力与布的什么因素有关？ （2）猜想与假设：布的吸水能力可能与布的种类有关； （3）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足量的水； （4）主要步骤：向三个烧杯中倒入 的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出，从方便和准确的角度看，应观察和比较 ，将现象记入表格； （5）根据如表，得出结论：布的吸水能力与布料 有关， 布的吸水能力最强， 布的吸水能力最弱； （6）炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸湿，会让人觉得很不舒服，因此从吸水能力这个角度考虑，应尽量采用 布来制作夏装。 【答案】 等量 杯中所剩水量 种类 棉 涤纶 棉 【解析】（4）[1][2]根据控制变量法的思想，主要步骤：将三个烧杯中倒入等量的水，分别将质量相同的棉布、麻布和涤纶布放到烧杯中湿透，然后把三块布分别取出；从方便和准确的角度看，应观察和比较杯中所剩水量，将现象记入表中。 （5）[3][4][5]分析表中实验数据可知：涤纶布、抹布和棉布中含有的水量不同，其中棉布含有的水最多，涤纶布含有的水最少；所以布的吸水能力跟布料的种类有关系，棉的吸水能力最好，涤纶的吸水能力最差。 （6）[6]因为棉质抹布的吸水能力最强，炎热的夏天，人体出汗较多，可采用棉质类的布料来制作夏装，以利于吸汗。 9．物理科学探究是其乐无穷的，在探究时，我们首先要提出问题，明确方向，接着进行合理的 ，再根据实际情况制定计划与设计实验，并进行实验与收集证据，接着对实验结果进行 ，最后进行评估以及交流与合作。 【答案】 猜想与假设 分析与论证 【解析】科学探究的七个环节是提出问题、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。 【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 $