1.4 尝试科学探究功（举一反三·讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

本初中物理讲义聚焦“尝试科学探究”核心内容，以摆钟走快的生活情景导入，系统梳理科学探究六要素，通过摆的等时性实验归纳出摆的快慢只与悬线长度有关，与摆角、摆重等无关的结论，并强调控制变量法和多次实验的重要性，搭建完整知识支架。 该资料特色鲜明，以生活现象激发兴趣，实验设计突出科学探究过程，题型融入奥运选乒乓球、药物试验等实例，培养科学思维与探究能力。课中辅助教师开展实验教学，课后作业结合溪水速度、导雨链等生活问题，助力学生巩固知识、查漏补缺。

1.4 尝试科学探究 模块二 知识精讲 情景导入 小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下，摆钟走时就准了。小慧看完整个过程，她想：张师傅拧钟摆下面的螺母对摆动的快慢会产生什么影响呢？这个钟摆来回摆动一次的时间由什么决定呢？ 知识归纳 1．科学探究的六要素：提出问题、猜想与假设、设计实验与制定方案、获取与处理信息、分析与论证、评估与反思。 2．摆的等时性探究： （1）悬线长度和摆角相同时，铜球和铝球摆动一次所需的时间相同，所以摆球的摆动快慢与摆球的轻重(材料)无关 （2）摆球的轻重和摆角相同时，悬线越长，摆球摆动一次需要的时间越长，所以摆球的摆动快慢与悬线的长度有关 （3）摆球的轻重(材料)和悬线长度相同时，不同的摆角，摆球摆动一次需要的时间相同，所以摆球的摆动快慢与摆角大小无关。 【实验结论】摆球摆动的快慢只与悬线的长短有关，悬线越长，摆球摆动的越慢；摆球摆动的快慢与摆角、摆重、摆球的大小、材料等因素无关。 【注意】 ① 摆动的快慢跟多个因素有关，每次实验应只改变其中一个因素，保证其他因素相同，这就是控制变量法 ② 多次实验的目的：使结论更具有普遍性。 ③ 钟摆的摆动快慢可能与它所处的地点有关。 题型1：科学探究 【例1】（25-26八年级上·安徽淮南·期中）科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式。主要包括模型建构、科学思维、科学论证、质疑创新等要素。下列图片主要反映的一种要素是（　　） A．模型建构 B．科学思维 C．科学论证 D．质疑创新 【变式1-1】（24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）2024奥运冠军孙颖莎挑选乒乓球时，用到的方法很符合物理科学探究的某一方法，她总是将几只待选的乒乓球从固定的位置放手，观察乒乓球反弹的高度，选择反弹较高的乒乓球。她的方法类似于科学探究中的（   ） A．等效替代法 B．控制变量法 C．类比法 D．转换法 【变式1-2】（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 【变式1-3】2020年面对突如其来的新冠肺炎，一款新药要真正应用于患者之前，需经历从临床前研究到实际的操作。所以大批研究人员计划对多种老药进行试验，将病毒株培养在不同药物稀释液里，观察随时间推移，病毒株的存活率，这个试验的过程属于下列科学探究的要素是（　　） A．发现并提出问题 B．猜想与假设 C．设计并进行实验 D．分析并得出结论 题型2：摆的等时性探究 【例2】小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千，她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同，那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她作出了以下猜想： A．可能与秋千摆动的幅度有关； B．可能与秋千和人的质量有关； C．可能与秋千吊绳的长度有关。 于是她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关。她准备了质量分别为0.03kg和0.04kg的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图甲所示。 实验次数 摆幅（m） 小球质量（kg） 摆长（m） 时间（s） 1 0.1 0.03 0.8 1.8 2 0.1 0.04 0.8 1.8 3 0.2 0.04 0.8 1.8 4 0.2 0.04 1.0 2.0 （1）实验器材中还需要的测量工具是______； （2）本实验所用的科学探究方法是______法，小豫完成实验并将数据记入表格中； （3）分析1、2两次实验数据可以验证猜想______（选填序号）；要验证猜想C应该选用______两组实验数据； （4）分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与______有关； （5）如图乙所示，在摆线悬挂点O正下方固定一个铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复。若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应______（选填“大于”“小于”或“等于”）1.8s。 【变式2-1】（2026·广东东莞·三模）在一条细长绳的一端系一个小铁块，就做成了一个摆，如题图所示。小铁块摆动一个来回所用的时间是摆的周期，用表示。小明猜想：摆的周期可能跟摆动的角度和摆长（小铁块的中心到悬挂点的总长度）有关，于是进行实验探究，记录实验数据如下表： 序号 摆动的角度 往返摆动一次的时间 1 25.0 2 1.0 2 25.0 3 1.0 3 25.0 5 1.0 4 100.0 5 2.0 5 225.0 5 3.0 （1）完成实验需要的测量仪器有量角器、_________和_________。 （2）小明准备实验时候发现摆的周期很短，为了准确测量可以采取的方法是_________。 （3）分析数据，可以初步得到结论：摆的周期与_________无关；摆长越_________（选填“长”或“短”），越大。 （4）根据数据推理，要制作一个周期为4s的摆，摆长应为_________cm。 【变式2-2】（25-26八年级上·四川成都·阶段检测）在研究摆钟的摆球摆动情况时，小菲和同学们观察摆钟后，利用如图所示的装置进行实验，测出了摆球摆动30次所用的时间，用这个时间除以30，得出摆球摆动一次所用时间．针对摆球摆动一次所用的时间与哪些因素有关这一问题，他们提出了以下猜想： A．可能与摆球质量有关；B．可能与摆线的长短有关；C．可能与摆角的大小有关。 他们利用以下器材：质量不同的两个小钢球、长度不同的两根细线、一个铁架台、一只秒表，进行了以下四次实验。 实验次数 摆线长 摆球质量 摆角 摆动一次的时间 1 1 20 2 2 1.4 20 2.4 3 1.4 20 2.4 4 1.4 30 2.4 （1）第一次实验摆球摆动30次的总时间为________； （2）从2、3两次实验，可验证猜想：________（填猜想前的字母）； （3）由3、4两次实验，可得到的结论是________________________________。 【变式2-3】（25-26八年级上·江西赣州·期中）图甲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？ 实验次数 摆长 小球往返摆动十次的总时间 小球往返摆动一次的时间 1 2 3 【证据】 （1）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___________进行探究，记录结果如上； 【解释】 （2）同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，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（如甲所示）往返一次的时间与绳长有关，该同学所用的主要研究物理问题方法是___________法； 【交流】 （3）该探究所需的测量工具有量角器、秒表和___________； （4）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    C．硬币的直径    D．运动跑道的长度 ②采用这种方法的目的是减小测量的___________。 （5）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） 模块三 课后作业 1．（24-25八年级上·上海闵行·阶段检测）研究单摆摆动一次的时间与哪些因素有关时，采用的物理研究方法是（　　） A．控制变量法 B．建立模型法 C．等效替代法 D．微小量放大法 2．（24-25八年级下·河南安阳·期末）曹冲称象时，主要用到的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．放大法 D．类比法 3．（24-25八年级上·江西赣州·阶段检测）某兴趣小组的同学观察到不同物体在空气中下落的快慢不同，如石子下落要比羽毛快得多，于是他们联想到“物体在液体中下沉的快慢与哪些因素有关”，并作出以下猜想： 猜想一：物体下沉快慢与物体质量有关； 猜想二：物体下沉快慢与液体种类有关。 他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形状相同的小瓶（内装有细沙）、水、牛奶、食用油等器材进行探究实验，将能够下沉的小瓶从液面处由静止开始下沉，每次下沉深度均为0.3m，记录的部分实验数据如下表。 序号 液体 质量m/g 下沉时间t/s 1 水 20 0.53 2 25 0.4 3 30 0.3 4 牛奶 20 0.7 5 25 0.5 6 30 0.45 7 食 用 油 20 小瓶表面未沾油 小瓶表面沾油 0.87 1 8 25 0.7 0.72 9 30 0.6 0.66 (1)小瓶在液体中下沉的深度相同时，通过比较小瓶的________判断下沉的快慢，这里应用了________（填写方法）； (2)分析比较实验序号1、2、3（或4、5、6）的数据，可以得出的结论是：在其它条件相同时，________，物体下沉越快； (3)要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系，应选择实验序号为________的三组数据进行分析比较； (4)分析比较实验序号7、8、9的数据可知，物体下沉快慢还与________有关； (5)如图是小瓶分别在三种液体中下沉时间与其质量的关系图像，其中反映小瓶在食用油中下沉时间与质量关系的图像是________（选填字母）。 (6)根据生活中的现象，你猜想物体在液体中下沉的快慢还可能与________有关。 4．（2026·贵州黔南·模拟预测）小玮和小勇同学发现山坡上的溪水比平地上的溪水流速更快，小玮猜想是由于溪流的坡度不同导致水流的速度不同。为验证猜想，小玮在实验室利用软管、管道、铁架台、量角器、水桶、量筒等器材设计了如图所示的装置进行探究。实验过程中，控制每次水龙头的出水速率相同，打开水龙头时开始计时。 甲表 管道长度 10 实验序号 1 2 3 倾斜角度 10 30 50 内水桶中接入到水的体积 563 606 668 乙表 管道长度/cm 20 实验序号 4 5 6 倾斜角度 10 30 50 10s内水桶中接入水的体积/mL 543 588 641 (1)除量角器、量筒外，在实验中还用到的测量工具是______。 (2)此次实验，小玮通过测量______来判断水流的速度。 (3)通过调整管道的倾斜角度进行多次测量，实验数据如甲表所示，分析数据可得出结论：______。 (4)小勇为了让结论具有普遍性，改变管道的长度进行实验，实验数据如乙表所示，得出初步结论：坡度相同时，管道越长，水流速度越慢。你认为他得出的这个结论是______（选填“合理”或“不合理”）的，理由是______。 (5)小玮认为在测量桶内水的体积时，由于倒入量筒后桶内会有残留的水，导致体积测量值偏______。请设计一种能够减小误差的方案：______。 5．（2026·山西晋中·二模）在古代，古人以绳、铁等制成各式各样的导雨链，利用链节表面引水，引导屋面雨水有序下落，避免雨水顺墙体漫流损坏建筑（如图甲所示），那么不同形状的导雨链对雨水的排水速度、排水稳定性（是否溅落）有什么影响？于是进行了以下探究。 导雨链类型 水流下落平均时间（s） 吸水纸湿重（g） 环形 8.2 12.5 方形 15.6 28.3 菱形 13.1 22.7 直杆（对照） 4.3 35.1 (1)如图乙所示，小组利用塑料制作了环形、方形、菱形三种链节的导雨链，以及一根直杆（作为对照组），在导雨链下方（下水槽壁四周）铺相同大小的吸水纸，实验后测量吸水纸的湿重，湿重越大说明溅落越多，进而说明雨链的排水的稳定性越________（选填“差”或“好”）。 (2)实验数据记录如上表，分析数据可知，在环形、方形、菱形三种导雨链中，________导雨链的排水效果最好（排水快且溅落少）。 (3)导雨链的排水效果还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：________。（写出一条即可） 6．（23-24八年级下·贵州黔东南·期末）小红骑自行车上学的途中，要经过一段上坡路。 她思考：物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？为此她提出了以下猜想： 猜想一：最大距离可能与物体的速度大小有关； 猜想二：最大距离可能与斜坡的倾角大小有关； 猜想三：最大距离可能与斜坡的粗糙程度有关。 (1)小红发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。此现象可作为验证猜想___________的依据。小车冲上斜坡的过程动能转化为___________，此过程中机械能___________（选填“变大”、“变小”、“不变） (2)小红使用如图所示的实验装置来验证猜想二，小红的做法是：___________。 (3)小红在验证猜想二时，记录的实验数据如下表。分析数据可以得到小球向上滑行的最大距离s与倾角的关系是：___________ 次数 1 2 3 4 5 木板倾角 10° 30° 53° 75° 85° 向上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 (4)为了验证猜想三，小红找来粗糙程度不同的三种斜面替换图中右侧斜面，控制斜面的___________不变，让小球从左侧斜面的相同高度自由释放，观察到小球在三种斜面上滑行的最大距离不相同，由此可得出结论：物体冲上斜坡的最大距离与斜面粗糙程度___________（选填“有关”或“无关”）。 7．（24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）在降落伞比赛的活动中，小明将活动中的具体数据进行了记录，来用于研究降落伞的飞行时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题： 实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间 1 1m 圆形 0.5m² 3m 20g 3.67s 2 1m 圆形 1m² 3m 20g 5.82s 3 1m 圆形 1m² 3m 30g 4.91s 4 1m 正方形 1m² 3m 20g 5.81s 5 1.5m 正方形 1m² 3m 20g 5.83s 6 1.5m 正方形 1m² 6m 20g 9.24s (1)实验中利用到的科学实验的基本方法是___________； (2)设计实验时，关于伞面面积的测量小明遇到了困难，在小组同学的帮助下小明顺利的测出了伞的面积如图每个小格面积为1cm2，伞覆盖90个格子则伞面积为___________cm²； (3)分析表中数据4、5和2、4可知，降落伞飞行时间与降落伞的___________和___________无关； (4)分析5和6能得到的结论是：___________。 8．（2026·江苏盐城·二模）在“博约”。成长课程兴趣小组开展的制作纸飞机的活动中，同学们发现，大家制作的纸飞机飞行距离各不相同。 【问题】 小鸣猜想纸飞机的飞行距离可能与它的投掷角度和重心位置有关。 【证据】 (1)用倾角可变的斜面、橡皮筋、文件夹、挂钩制成发射装置（如图所示），发射同一个纸飞机。每次发射时，橡皮筋的伸长量_________，改变投掷角度。每个角度都多次发射。测量纸飞机的飞行距离，并计算出其平均值记录在表一中； 表一： 实验次序 投射角度/ 飞行距离/m 1 15 8.2 2 30 10.5 3 45 12.7 4 60 9.8 【解释】 (2)保持投掷角度等其他条件恒定，通过在机头不同位置夹回形针改变纸飞机的重心位置。每个重心位置都多次发射测量飞行距离，并计算出其平均值记录在表二中： 表二： 实验次序 机头到重心的距离/cm 飞行距离/m 1 0 6.2 2 5 9.8 3 10 7.5 4 15 5.1 实验表明：同一架纸飞机，投射角度增大时，飞行距离_________；当其它条件相同时，纸飞机的重心过于靠前或靠后，飞行距离都会大幅________。这是因为合适的重心位置可以让飞机飞行轨迹更平稳、空气阻力更小，飞行稳定性大幅提升，因此飞得更远。 【交流】 (3)实验中，每个角度、重心的飞行距离都多次测量的目的是_________。 (4)纸飞机的飞行距离还可能与_________有关。 (5)活动中某同学的纸飞机的运行轨迹总是歪斜的，原因可能是________。 第 1 页 共 4 页 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 模块二 知识精讲 情景导入 小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下，摆钟走时就准了。小慧看完整个过程，她想：张师傅拧钟摆下面的螺母对摆动的快慢会产生什么影响呢？这个钟摆来回摆动一次的时间由什么决定呢？ 知识归纳 1．科学探究的六要素：提出问题、猜想与假设、设计实验与制定方案、获取与处理信息、分析与论证、评估与反思。 2．摆的等时性探究： （1）悬线长度和摆角相同时，铜球和铝球摆动一次所需的时间相同，所以摆球的摆动快慢与摆球的轻重(材料)无关 （2）摆球的轻重和摆角相同时，悬线越长，摆球摆动一次需要的时间越长，所以摆球的摆动快慢与悬线的长度有关 （3）摆球的轻重(材料)和悬线长度相同时，不同的摆角，摆球摆动一次需要的时间相同，所以摆球的摆动快慢与摆角大小无关。 【实验结论】摆球摆动的快慢只与悬线的长短有关，悬线越长，摆球摆动的越慢；摆球摆动的快慢与摆角、摆重、摆球的大小、材料等因素无关。 【注意】 ① 摆动的快慢跟多个因素有关，每次实验应只改变其中一个因素，保证其他因素相同，这就是控制变量法 ② 多次实验的目的：使结论更具有普遍性。 ③ 钟摆的摆动快慢可能与它所处的地点有关。 题型1：科学探究 【例1】（25-26八年级上·安徽淮南·期中）科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式。主要包括模型建构、科学思维、科学论证、质疑创新等要素。下列图片主要反映的一种要素是（　　） A．模型建构 B．科学思维 C．科学论证 D．质疑创新 【答案】A 【详解】物理中模型构建，是忽略物体次要因素、抓住核心特征，将实际物理现象、过程抽象为可分析、可计算的理想化模型的过程，核心是“简化现实，凸显本质”，是物理研究的核心方法。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）2024奥运冠军孙颖莎挑选乒乓球时，用到的方法很符合物理科学探究的某一方法，她总是将几只待选的乒乓球从固定的位置放手，观察乒乓球反弹的高度，选择反弹较高的乒乓球。她的方法类似于科学探究中的（   ） A．等效替代法 B．控制变量法 C．类比法 D．转换法 【答案】B 【详解】A．等效替代法主要是用一种情况或过程来替代另一种情况或过程，从而简化问题。在这个问题中，孙颖莎并没有用一种情况来替代另一种情况，所以不是等效替代法，故A不符合题意； B．当研究多个变量之间的关系时，为了明确其中一个变量对结果的影响，需要控制其他变量保持不变。在这个问题中，孙颖莎只改变了乒乓球（自变量），而保持了放手的高度（控制变量）和观察反弹高度（因变量）的方法不变，通过反弹高度来挑选乒乓球，符合控制变量法的核心思想，故B符合题意； C．类比法是通过比较两个相似的事物或过程，来推断它们之间的共同性质或规律。在这个问题中，孙颖莎并没有进行类比，所以不是类比法，故C不符合题意； D．转换法主要是将不易观察或测量的物理量转换为易于观察或测量的物理量。虽然孙颖莎是在观察乒乓球的反弹高度，但这并不是将不易观察的物理量转换为易于观察的物理量，所以不是转换法，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（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 【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。 【变式1-3】2020年面对突如其来的新冠肺炎，一款新药要真正应用于患者之前，需经历从临床前研究到实际的操作。所以大批研究人员计划对多种老药进行试验，将病毒株培养在不同药物稀释液里，观察随时间推移，病毒株的存活率，这个试验的过程属于下列科学探究的要素是（　　） A．发现并提出问题 B．猜想与假设 C．设计并进行实验 D．分析并得出结论 【答案】C 【详解】为了得到新药而将多种老药进行试验，这个是科学探究中的设计并进行实验，但尚未能得出结论，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 题型2：摆的等时性探究 【例2】小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千，她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同，那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她作出了以下猜想： A．可能与秋千摆动的幅度有关； B．可能与秋千和人的质量有关； C．可能与秋千吊绳的长度有关。 于是她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关。她准备了质量分别为0.03kg和0.04kg的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图甲所示。 实验次数 摆幅（m） 小球质量（kg） 摆长（m） 时间（s） 1 0.1 0.03 0.8 1.8 2 0.1 0.04 0.8 1.8 3 0.2 0.04 0.8 1.8 4 0.2 0.04 1.0 2.0 （1）实验器材中还需要的测量工具是______； （2）本实验所用的科学探究方法是______法，小豫完成实验并将数据记入表格中； （3）分析1、2两次实验数据可以验证猜想______（选填序号）；要验证猜想C应该选用______两组实验数据； （4）分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与______有关； （5）如图乙所示，在摆线悬挂点O正下方固定一个铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复。若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应______（选填“大于”“小于”或“等于”）1.8s。 【答案】(1)停表 (2)控制变量 (3) B 3、4 (4)摆长 (5)小于 【详解】（1）实验需要测量单摆来回摆动一次的时间，因此还需要停表。 （2）本实验探究多个变量对单摆运动周期的影响，每次只改变一个待探究变量、控制其余变量不变，这种方法是控制变量法。 （3）1、2两次实验中，摆幅、摆长都相同，只有小球质量不同，因此是验证单摆运动时间与小球质量的关系，即对应猜想B。 要验证猜想C，需要控制摆幅、小球质量相同，只改变摆长，符合条件的是3、4两组实验。 （4）分析表格实验数据可知，在其他条件不变时，只改变摆幅（或只改变小球质量）时，单摆运动时间都不变；只改变摆长时，单摆运动时间才变化，因此单摆来回摆动一次的时间只和摆长有关。 （5）碰到铁钉后，摆线在P点下方的实际摆动长度远小于原0.8m的摆长。从表格数据可知，其他条件相同时，摆长越短，摆动一次的时间越短，因此A、B间来回摆动的总时间会小于原0.8m摆长对应的1.8s。 【变式2-1】（2026·广东东莞·三模）在一条细长绳的一端系一个小铁块，就做成了一个摆，如题图所示。小铁块摆动一个来回所用的时间是摆的周期，用表示。小明猜想：摆的周期可能跟摆动的角度和摆长（小铁块的中心到悬挂点的总长度）有关，于是进行实验探究，记录实验数据如下表： 序号 摆动的角度 往返摆动一次的时间 1 25.0 2 1.0 2 25.0 3 1.0 3 25.0 5 1.0 4 100.0 5 2.0 5 225.0 5 3.0 （1）完成实验需要的测量仪器有量角器、_________和_________。 （2）小明准备实验时候发现摆的周期很短，为了准确测量可以采取的方法是_________。 （3）分析数据，可以初步得到结论：摆的周期与_________无关；摆长越_________（选填“长”或“短”），越大。 (4)根据数据推理，要制作一个周期为4s的摆，摆长应为_________cm。 【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2)测量多次摆动的总时间，求平均值（如测量10次往返的总时间，除以10得到周期T） (3) 摆动的角度 长 (4)400 【详解】（1）实验中需要测量摆长L、摆动角度、往返摆动一次的时间T，所以除了量角器，还需要刻度尺（测长度）和秒表（测时间）。    （2）摆的周期很短，直接测量一次的时间误差会很大，为了准确测量可以测量多次摆动的总时间，再除以次数求平均值（例如测10次摆动的总时间，再除以10得到单次周期）。 （3）分析1、2、3组数据可知，摆长相同、角度不同，周期相同，说明摆的周期T与摆动的角度无关； 分析3、4、5组数据可知，角度相同、摆长越长，周期越大，说明摆长L越长，T越大。 （4）已知时，；时，；时，，规律为。 所以当时，。 【变式2-2】（25-26八年级上·四川成都·阶段检测）在研究摆钟的摆球摆动情况时，小菲和同学们观察摆钟后，利用如图所示的装置进行实验，测出了摆球摆动30次所用的时间，用这个时间除以30，得出摆球摆动一次所用时间．针对摆球摆动一次所用的时间与哪些因素有关这一问题，他们提出了以下猜想： A．可能与摆球质量有关；B．可能与摆线的长短有关；C．可能与摆角的大小有关。 他们利用以下器材：质量不同的两个小钢球、长度不同的两根细线、一个铁架台、一只秒表，进行了以下四次实验。 实验次数 摆线长 摆球质量 摆角 摆动一次的时间 1 1 20 2 2 1.4 20 2.4 3 1.4 20 2.4 4 1.4 30 2.4 （1）第一次实验摆球摆动30次的总时间为________； （2）从2、3两次实验，可验证猜想：________（填猜想前的字母）； （3）由3、4两次实验，可得到的结论是________________________________。 【答案】(1)60s (2)C (3)当摆线长度、摆角大小相同时，摆球摆动一次所用的时间与摆球质量无关 【详解】（1）由题意可知，表格中给出的是摆球摆动一次的时间，第一次实验摆动一次时间为，题目测量的是摆动30次的总时间，因此总时间为。 （2）分析第2、3次实验，摆线长度、摆球质量都相同，只有摆角大小不同，因此探究的是摆动时间和摆角的关系，对应猜想C。 （3）分析第3、4次实验，摆线长度、摆角大小都相同，只有摆球质量不同，而摆动一次的时间相同，因此可得结论：当摆线长度和摆角不变时，摆球摆动一次的时间与摆球质量无关。 【变式2-3】（25-26八年级上·江西赣州·期中）图甲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？ 实验次数 摆长 小球往返摆动十次的总时间 小球往返摆动一次的时间 1 2 3 【证据】 （1）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___________进行探究，记录结果如上； 【解释】 （2）同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，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（如甲所示）往返一次的时间与绳长有关，该同学所用的主要研究物理问题方法是___________法； 【交流】 （3）该探究所需的测量工具有量角器、秒表和___________； （4）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    C．硬币的直径    D．运动跑道的长度 ②采用这种方法的目的是减小测量的___________。 （5）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】(1)摆长 (2) 长 控制变量 (3)刻度尺 (4) A 误差 (5)长 【详解】（1）实验目的是探究往返时间是否与绳长有关，控制小球、释放夹角不变，只改变摆长。 （2）表格数据：摆长为60cm，周期为1.58s；摆长为80cm，周期为1.81s；摆长100cm，周期为2.00s，故摆长越长，单次摆动时间越长；控制小球质量、释放角度不变，只改变摆长，用的是控制变量法。 （3）需要测量摆长，所以还需要刻度尺。 （4）测摆动10次总时间再求单次，是累积法。 A．测一张纸厚度通过测一叠纸总厚度除以张数，同累积法，故A符合题意； BCD。铅笔的长，硬币的直径、跑道长度都是直接测量，无需累积，故BCD不符合题意。 故选A； 单次摆动时间太短，秒表读数误差大；测多次总时间取平均，减小误差，测一张纸厚度通过测一叠纸总厚度除以张数，目的也是减小误差。 （5）坐着时人体重心更低，相当于摆长变长；由实验结论：摆长越长，往返一次时间越长，因此坐着时间更长。 模块三 课后作业 1．（24-25八年级上·上海闵行·阶段检测）研究单摆摆动一次的时间与哪些因素有关时，采用的物理研究方法是（　　） A．控制变量法 B．建立模型法 C．等效替代法 D．微小量放大法 【答案】A 【详解】单摆摆动一次的时间猜测可能与摆球的质量、摆绳的长度、摆动的角度等因素有关，物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法进行研究。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（24-25八年级下·河南安阳·期末）曹冲称象时，主要用到的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．放大法 D．类比法 【答案】B 【详解】曹冲称象是用石头的质量等效替代大象的质量，测出石头质量就知道大象质量，运用了等效替代法，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．（24-25八年级上·江西赣州·阶段检测）某兴趣小组的同学观察到不同物体在空气中下落的快慢不同，如石子下落要比羽毛快得多，于是他们联想到“物体在液体中下沉的快慢与哪些因素有关”，并作出以下猜想： 猜想一：物体下沉快慢与物体质量有关； 猜想二：物体下沉快慢与液体种类有关。 他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形状相同的小瓶（内装有细沙）、水、牛奶、食用油等器材进行探究实验，将能够下沉的小瓶从液面处由静止开始下沉，每次下沉深度均为0.3m，记录的部分实验数据如下表。 序号 液体 质量m/g 下沉时间t/s 1 水 20 0.53 2 25 0.4 3 30 0.3 4 牛奶 20 0.7 5 25 0.5 6 30 0.45 7 食 用 油 20 小瓶表面未沾油 小瓶表面沾油 0.87 1 8 25 0.7 0.72 9 30 0.6 0.66 (1)小瓶在液体中下沉的深度相同时，通过比较小瓶的________判断下沉的快慢，这里应用了________（填写方法）； (2)分析比较实验序号1、2、3（或4、5、6）的数据，可以得出的结论是：在其它条件相同时，________，物体下沉越快； (3)要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系，应选择实验序号为________的三组数据进行分析比较； (4)分析比较实验序号7、8、9的数据可知，物体下沉快慢还与________有关； (5)如图是小瓶分别在三种液体中下沉时间与其质量的关系图像，其中反映小瓶在食用油中下沉时间与质量关系的图像是________（选填字母）。 (6)根据生活中的现象，你猜想物体在液体中下沉的快慢还可能与________有关。 【答案】(1) 下沉时间 转换法/控制变量法 (2)物体的质量越大 (3)1、4、7/2、5、8/3、6、9 (4)小瓶表面是否沾油 (5)c (6)物体的体积 【详解】（1）当物体在液体中下沉的深度相同时，下沉时间越长，物体下沉的越慢；物体下沉时间越短，下沉速度越快，故通过比较物体的下沉时间判断下沉的快慢。通过比较小瓶的下沉时间判断下沉快慢，运用到了转换法的思想，控制下沉深度相同，运用到了控制变量法的思想。 （2）分析比较实验序号1、2、3的数据，质量为20g的水，下沉时间是0.53s；质量为25g的水，下沉时间是0.40s；质量为30g的水，下沉时间是0.30s。由此可以得出结论：在其它条件相同时，物体的质量越大，物体下沉越快。 （3）要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系，根据控制变量法的要求，要使物体的质量不变，液体的种类不同。通过观察实验记录，符合要求的是：1、4、7（或2、5、8或3、6、9）。 （4）分析7、8、9的数据可知：质量相同的食用油，小瓶表面未沾油的和小瓶表面沾油，下沉时间不同，说明物体下沉快慢还与小瓶表面是否沾油有关。 （5）由图表中的数据：小瓶表面未沾油，食用油质量为20g时，下沉时间为0.87s；质量为25g时，下沉时间为0.70s；质量为30g时，下沉时间为0.60s。通过比较可以得出反映物体在食用油中下沉时间与质量关系的图像是c。 （6）物体在液体中下沉的快慢还可能与物体的体积、物体的形状等有关。 4．（2026·贵州黔南·模拟预测）小玮和小勇同学发现山坡上的溪水比平地上的溪水流速更快，小玮猜想是由于溪流的坡度不同导致水流的速度不同。为验证猜想，小玮在实验室利用软管、管道、铁架台、量角器、水桶、量筒等器材设计了如图所示的装置进行探究。实验过程中，控制每次水龙头的出水速率相同，打开水龙头时开始计时。 甲表 管道长度 10 实验序号 1 2 3 倾斜角度 10 30 50 内水桶中接入到水的体积 563 606 668 乙表 管道长度/cm 20 实验序号 4 5 6 倾斜角度 10 30 50 10s内水桶中接入水的体积/mL 543 588 641 (1)除量角器、量筒外，在实验中还用到的测量工具是______。 (2)此次实验，小玮通过测量______来判断水流的速度。 (3)通过调整管道的倾斜角度进行多次测量，实验数据如甲表所示，分析数据可得出结论：______。 (4)小勇为了让结论具有普遍性，改变管道的长度进行实验，实验数据如乙表所示，得出初步结论：坡度相同时，管道越长，水流速度越慢。你认为他得出的这个结论是______（选填“合理”或“不合理”）的，理由是______。 (5)小玮认为在测量桶内水的体积时，由于倒入量筒后桶内会有残留的水，导致体积测量值偏______。请设计一种能够减小误差的方案：______。 【答案】(1)秒表/停表 (2)10s内水桶中接入到水的体积 (3)管道长度相同时，坡度越大，水流速度越快 (4) 不合理 管道越长时水流过管道进入水桶的时间越长，水不能同时进入桶中，所以水桶接到的水变少，实验中用10s内水桶中接收到水的体积来判断水流的速度，不合理 (5) 小 直接用量筒放在水桶出水口收集水，避免测量误差（或直接比较每次实验中水桶和桶内水的总质量） 【详解】（1）实验需要控制接水时间为10s，需要测量时间，因此还需要秒表。 （2）由于实验中水流的速度不能直接观察，所以实验中运用转换法，由表格中的数据可知，实验中通过测量10s内水桶中接入到水的体积来判断水流的速度。 （3） 乙表控制管道长度相同，倾斜角度越大，10s内接水体积越大，说明流速越快，可得该结论：管道长度相同时，管道倾斜角度即坡度越大，水流速度越快。 （4）略 （5）由于残留水没倒进量筒，导致量筒测得体积偏小。 实验中可以直接将量筒放在管道出水口接水，直接读数，避免水桶残留带来误差。 5．（2026·山西晋中·二模）在古代，古人以绳、铁等制成各式各样的导雨链，利用链节表面引水，引导屋面雨水有序下落，避免雨水顺墙体漫流损坏建筑（如图甲所示），那么不同形状的导雨链对雨水的排水速度、排水稳定性（是否溅落）有什么影响？于是进行了以下探究。 导雨链类型 水流下落平均时间（s） 吸水纸湿重（g） 环形 8.2 12.5 方形 15.6 28.3 菱形 13.1 22.7 直杆（对照） 4.3 35.1 (1)如图乙所示，小组利用塑料制作了环形、方形、菱形三种链节的导雨链，以及一根直杆（作为对照组），在导雨链下方（下水槽壁四周）铺相同大小的吸水纸，实验后测量吸水纸的湿重，湿重越大说明溅落越多，进而说明雨链的排水的稳定性越________（选填“差”或“好”）。 (2)实验数据记录如上表，分析数据可知，在环形、方形、菱形三种导雨链中，________导雨链的排水效果最好（排水快且溅落少）。 (3)导雨链的排水效果还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：________。（写出一条即可） 【答案】(1)差 (2)环形 (3)导雨链的排水效果还可能与导雨链的安装角度（或链节的大小等）有关（合理即可） 【详解】（1）根据题意，吸水纸湿重越大，说明溅落的雨水越多，导雨链引导雨水有序下落的能力越差，因此排水稳定性越差。 （2）题目要求排水效果好是“排水快+溅落少”：排水快对应水流下落平均时间更短，溅落少对应吸水纸湿重更小。对比环形、方形、菱形三种导雨链的数据，环形导雨链下落时间最短（排水最快）、吸水纸湿重最小（溅落最少），因此排水效果最好。 （3）导雨链的安装角度、材料、长度、链节大小、表面粗糙程度等都可能影响排水效果，提出合理的可探究问题即可。 6．（23-24八年级下·贵州黔东南·期末）小红骑自行车上学的途中，要经过一段上坡路。 她思考：物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？为此她提出了以下猜想： 猜想一：最大距离可能与物体的速度大小有关； 猜想二：最大距离可能与斜坡的倾角大小有关； 猜想三：最大距离可能与斜坡的粗糙程度有关。 (1)小红发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。此现象可作为验证猜想___________的依据。小车冲上斜坡的过程动能转化为___________，此过程中机械能___________（选填“变大”、“变小”、“不变） (2)小红使用如图所示的实验装置来验证猜想二，小红的做法是：___________。 (3)小红在验证猜想二时，记录的实验数据如下表。分析数据可以得到小球向上滑行的最大距离s与倾角的关系是：___________ 次数 1 2 3 4 5 木板倾角 10° 30° 53° 75° 85° 向上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 (4)为了验证猜想三，小红找来粗糙程度不同的三种斜面替换图中右侧斜面，控制斜面的___________不变，让小球从左侧斜面的相同高度自由释放，观察到小球在三种斜面上滑行的最大距离不相同，由此可得出结论：物体冲上斜坡的最大距离与斜面粗糙程度___________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1) 一 重力势能 变小 (2)见解析 (3)见解析 (4) 倾角 有关 【详解】（1）[1]车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。说明冲上斜坡的最大距离与初始速度有关，此现象可作为验证猜想一的依据。 [2]小车冲上斜坡的过程中质量不变，速度逐渐变小，高度增大，此过程中动能会变小，重力势能会增大，动能转化为重力势能。 [3]小车冲上斜坡的过程中要克服斜面的摩擦力做功，此过程中有部分机械能转化为内能，故机械能会变小。 （2）要探究冲上斜坡的最大距离是否与斜坡的倾角大小有关，需要把质量相同的小球放在左侧斜面同一高度上由静止释放，改变右侧斜面倾角的大小，观察并记录小球冲上斜面的最大距离。 （3）分析数据可以得到小球向上滑行的最大距离s随倾角的增大，小球向上滑行的最大距离先变小后变大。 （4）[1] [2]为了验证猜想三，需控制斜面倾斜程度和初速度相同，改变斜面的粗糙程度，能观察到小球在三种斜面上滑行的最大距离不相同，物体冲上斜坡的最大距离与斜面粗糙程度有关。 7．（24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）在降落伞比赛的活动中，小明将活动中的具体数据进行了记录，来用于研究降落伞的飞行时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题： 实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间 1 1m 圆形 0.5m² 3m 20g 3.67s 2 1m 圆形 1m² 3m 20g 5.82s 3 1m 圆形 1m² 3m 30g 4.91s 4 1m 正方形 1m² 3m 20g 5.81s 5 1.5m 正方形 1m² 3m 20g 5.83s 6 1.5m 正方形 1m² 6m 20g 9.24s (1)实验中利用到的科学实验的基本方法是___________； (2)设计实验时，关于伞面面积的测量小明遇到了困难，在小组同学的帮助下小明顺利的测出了伞的面积如图每个小格面积为1cm2，伞覆盖90个格子则伞面积为___________cm²； (3)分析表中数据4、5和2、4可知，降落伞飞行时间与降落伞的___________和___________无关； (4)分析5和6能得到的结论是：___________。 【答案】(1)控制变量法 (2)90 (3) 绳长度 伞衣的形状 (4)当伞衣的面积和降落伞的总质量不变时，降落的高度越高降落伞飞行时间越长 【详解】（1）每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。 （2）伞面积为 （3）[1][2]分析表中数据4、5降落伞飞行时间与降落伞的伞绳长度有关；由2、4可知，降落伞飞行时间与降落伞的伞衣的形状有关。 （4）分析表格5和6可知，当伞衣的面积和降落伞的总质量不变时，降落的高度越高降落伞飞行时间越长。 8．（2026·江苏盐城·二模）在“博约”。成长课程兴趣小组开展的制作纸飞机的活动中，同学们发现，大家制作的纸飞机飞行距离各不相同。 【问题】 小鸣猜想纸飞机的飞行距离可能与它的投掷角度和重心位置有关。 【证据】 (1)用倾角可变的斜面、橡皮筋、文件夹、挂钩制成发射装置（如图所示），发射同一个纸飞机。每次发射时，橡皮筋的伸长量_________，改变投掷角度。每个角度都多次发射。测量纸飞机的飞行距离，并计算出其平均值记录在表一中； 表一： 实验次序 投射角度/ 飞行距离/m 1 15 8.2 2 30 10.5 3 45 12.7 4 60 9.8 【解释】 (2)保持投掷角度等其他条件恒定，通过在机头不同位置夹回形针改变纸飞机的重心位置。每个重心位置都多次发射测量飞行距离，并计算出其平均值记录在表二中： 表二： 实验次序 机头到重心的距离/cm 飞行距离/m 1 0 6.2 2 5 9.8 3 10 7.5 4 15 5.1 实验表明：同一架纸飞机，投射角度增大时，飞行距离_________；当其它条件相同时，纸飞机的重心过于靠前或靠后，飞行距离都会大幅________。这是因为合适的重心位置可以让飞机飞行轨迹更平稳、空气阻力更小，飞行稳定性大幅提升，因此飞得更远。 【交流】 (3)实验中，每个角度、重心的飞行距离都多次测量的目的是_________。 (4)纸飞机的飞行距离还可能与_________有关。 (5)活动中某同学的纸飞机的运行轨迹总是歪斜的，原因可能是________。 【答案】(1)相同 (2) 先变大后变小 减小 (3)减小误差 (4)纸飞机的飞行距离还可能与纸飞机质量、厚度、材质、机翼大小、机翼形状、飞出时的初速度或高度等有关。 (5)发射的橡皮筋左右位置不对称/纸飞机的重心不在其中心轴上/纸飞机两边不对称/机翼不平整等 【详解】（1）探究“纸飞机的飞行距离与投掷角度”的关系，根据控制变量法，应控制其他条件相同，所以每次发射时，橡皮筋的伸长量相同，只改变投掷角度。 （2）根据表格数据可知，当弹簧压缩程度相同时，同一架纸飞机，投射角度增大时，飞行距离先变大后变小，即纸飞机的飞行距离与扔纸飞机的角度有关。 当其它条件相同时，纸飞机的重心过于靠前或靠后，飞行距离都会大幅减小，这是因为合适的重心位置可以让飞机飞行轨迹更平稳、空气阻力更小，飞行稳定性大幅提升，因此飞得更远。 （3）为了减小实验误差，使实验结果更准确， 每个角度、重心的飞行距离都多次测量，记录纸飞机的平均距离作为最终实验数据。 （4）略 （5）纸飞机的运行轨迹总是歪斜的，原因可能是发射的橡皮筋左右位置不对称、纸飞机的重心不在其中心轴上、纸飞机两边不对称或机翼不平整等因素造成的。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $