物理学科实验探究专题教案范本.doc

物理学科实验探究专题教案范本 【复习目标】 1、熟练掌握科学探究的各要素。 2、能够熟练掌握课本设计的各个探究实验。 3、能够对提出的生活中的现象和问题 【知识储备】一个完整的实验探究包括提出问题、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，在实验探究过程可只包含一个或多个要素。 【典型例题】 一、对提出问题能力考查 基本要求： 能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。 能书面或口头表述这些问题。 例题：某生在河边玩耍，看见两女士在散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管看起来她们体重相当，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显差异，高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的宽而浅。请同学们经思考后提出一个相关问题? 力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系? 解题方法： 二、对猜想与假设的能力考查 基本要求： 能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。 能对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。 例题.用手将一块木板慢慢压向水中，当物体浸入水中的部分越多时，你的手感受到向上的力越大。请你根据以上实验提出一个假设或猜想。 液体对物体的浮力跟浸入液体的深度有关 练习：对影响液体蒸发快慢因素的研究中，学生发现衣服展开、晾在通风、向阳的地方干的快这一事实，情根据以上事实提出你的猜想 猜想：液体温度高、表面积大、表面空气流速大，液体蒸发的快。 三、对制定计划与设计实验能力考查 基本要求： 能明确探究的目的和已有条件，会制定计划与设计实验的过程。 能选择正确的科学探究的方法及所需要的器材。 能考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识 例题：设计影响电磁铁磁性强弱的因素实验方案时，通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多、通过的电流越大、电磁铁的磁性将越强的假设之后，你认为在实验中你需要解决那些的问题?如何解决?需要解决的问题有三个：怎样测量磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。 (1)怎样测量电磁铁磁性的强弱? 学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。 学生B：看它能吸起多少铁屑(用天平称)。 学生C：看它对某一铁块的吸引力(用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧测力计的读数)有多大。 (2)怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流? 学生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。 学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。 (3)怎样改变电磁铁线圈的匝数? 学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。 学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。兼顾考虑精确度、器材、操作简便等因素可采用CDF或ADG组成探究方案。 练习1、在探究影响蒸发快慢的因素的实验过程中，同学作出如下猜想：影响蒸发快慢的因素除了与液体的温度、液体的表面积和液体表面空气的流通有关之外，可能还与液体的种类有关，请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对此猜想进行检验： 器材： 1、大小相同的两个烧杯， 2、少量的水， 3、与水等量的酒精， 4、两个相同的碟子， 5、电风扇， 6、温度计 你所需要的器材： 简述主要的实验步骤。 练习2：浸没在液体中的物体受到的浮力，实质上是物体表面受到的液体压力的合力。而在液体中，深度越大，液体压强越大，物体受到的压力越大。那么物体浸没在液体中所受到的浮力大小与液体的深度是否有关呢?请你设计一个实验来探究，并说明探究的方法。 实验设计：用弹簧测力计测量石块浸没在水中不同深度所受浮力; 实验步骤：用弹簧秤测出石块的重力 将石块浸没水中的不同深度处，并记录弹簧秤的读数 分析与结论：计算出石块在水中不同深度所受的浮力，比较它们的大小。若相等，说明浮力与浸没深度无关;若不相等，说明与浸没深度有关。 练习3、小宇最喜欢的玩具是叔叔送给他的生日礼物，那是三只大小、形状完全相同的凸透镜，分别是由玻璃、水晶、塑料制成。现在小宇想要探究大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关。请你帮他设计这次探究的全过程。完成如下的工作： (1)这次探究所需要的器材有哪些?请你写出来。 (2)请你写出探究的主要步骤 (3)请你设计出实验现象或实验数据记录表格 解：(1)大小、形状相同材料不同的三只凸透镜，刻度尺。 (2)a.利用凸透镜会聚太阳光，用刻度尺测透镜焦距。 b.用玻璃透镜会聚太阳光，通过调整它们到地面的距离使地面上出现最小的亮斑，用刻度尺量出透镜到亮斑的距离即焦距。 c.用水晶透镜进行上述实验。 d.用塑料透镜进行上述实验。 e.比较三种透镜的焦距得出结论。 (3) 透镜材料玻璃水晶塑料 透镜焦距(米) 四、对进行实验与收集证据能力考查 基本要求： 会正确、规范的使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等实验仪器， 会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。 能通过观察和实验收集数据。 能通过阅读信息收集证据。 能够评估有关信息的科学性。 例题：在探究影响浮力大小的因素这一问题时，班级物理小博士为同学们做了如图所示的一系列实验，请你从图中选出一些图，针对某一因素进行探究，并通过比较分析弹簧测力计的示数，说出你的探究结果。(填图的序号) 探究的因素是; 选择的图是; 探究的结果是。 解：(1)探究因素，浮力大小与排开液体体积的关系，选图、。或、。 结果：物体排开液体体积越大，受到的浮力越大。 (2)探究因素：浮力大小与液体密度的关系，选图、或、。 结果：同一物体浸没在不同液体中，液体密度越大，受到的浮力越大。 (3)探究因素：浮力的大小与物体浸没液体深度的关系。选图、。 结果：浸没在液体里的物体受到的浮力与浸没深度无关 练习：1、研究性学习中，有一组同学设计了测定斜面的机械效率的实验. 如图16所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示. 图16 (1)根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容： (2)根据以上的实验记录，完成下列计算： 拉力F在这过程中做的有用功是： 拉力F在这过程中做总功是： 该次实验的机械效率是： 2、例6.小华同学在测定食用色拉油的密度的实验中，其方法步骤完全正确，图中显示的是他测量的相关数据，请帮小华填写表中空白的测量值和数据. 烧杯和油的总质量(g)倒出适量油后烧杯和油的总质量(g)倒出油的质量(g)倒出油的体积(cm3)油的密度(g/cm3) 16.8 五、对进行分析与论证能力考查 基本要求： 能初步描述实验数据或有关信息。 能对收集的信息进行简单的比较。 能进行简单的因果推理。 经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。 例题：按右图所示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时，测得五组数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况。 12345 U/V3.03.53.84.04.5 I/A0.280.300.310.320.34 亮度逐渐增加 请你仔细分析实验数据和实验现象。回答以下问题： (1)小灯泡的额定功率是W (2)小灯泡亮度变化规律是 (3)除了表格中列出的数据和现象外，你还能发现的问题是。 (1)1.178(2)小灯泡的电压越大，灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越亮。(3)灯泡的电阻随电压的增大而增大。 练习1、为探究物质的某种属性，同学们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验。 实验得到如下数据： 实验次数蜡块干松木 体积V/cm3质量m/g体积V/cm3质量m/g 1109105 220182010 330273015 440364020 请你用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来。 通过对以上图象的分析，你可以得到什么结论(要求写两条)? (3)在物理学上通常用什么物理量来表示物质的这种属性? (2)同一物质构成的不同物体，质量与体积的比值是一定值 不同物质构成的不同物体，质量与体积的比值不同。 (3)密度 2、有一天，小明在家观察洗衣机排水后，对容器排尽水的时间与排水孔的大小之间的关系产生了浓厚的兴趣.为此他找来四个同样大小的圆柱形塑料容器，在它们的底部相同位置各开一个排水圆孔，排水孔的直径d分别是1.5cm、2.Ocm、3.Ocm和5.Ocm.在容器里放人30cm深的水，打开排水孔让水流出，用秒表测量水完全流出所需的时间t分别为73.Os、41.2s、18.4s和6.8s. (1)请设计一个表格，并将小明测得的数据填写在表格中. (2)请在图19中画出排尽水的时间t与排水孔直径d的 关系图线. (3)分析实验数据，初步可以看出t与d之间韵关系为： d越大，t_，但是还不能确定它们之间明确的数量关系. (4)请你猜想t与d之间可能存在的数量关系，并根据以上数据写出证实你猜想的思路. 排水孔直径d/cm1.52.03.05.0 排尽水的时间t/s73.041.218.46.8 (1) (3)越小 (4)t与d2成反比可以作出t与图线，并观察图线是否为一条直线 3、下表给出了一头牛慢步行走和一名普遍中学生百米赛跑的一些数据。 物体质量(Kg)速度(m/s)动能(J) 牛约600约0.5约75 中学生约50约6约900 分析数据可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是_，你这样判断的依据是_。 解：影响较大的因素是速度。人的质量约为牛的1/12，而速度约是牛的12倍，此时动能约是牛的12倍，所以速度对动能的影响较大 4、为了研究电流、电压、电阻三者的关系，同学们设计了一个实验。 (1)请在右边方框内画出实验电路图。 (2)这个实验利用了物理学中的一个科学方法叫做_.实验时,首先保持电阻不变.保持电阻不变的方法是对(选填同一个、不同的)_电阻进行研究;实验中改变电压的操作方法是_.实验数据如下表所示. 对上左表格中的数据进行分析，可以归纳出的结论是:_. (3)然后保持一段电路两端电压不变的情况下，研究_的关系，实验的对象是对(选填同一个、不同的)_电阻进行研究，实验中保持电压不变的操作方法是_.并得到的实验数据如上右表.对这个表格的数据进行分析，可得出的结论是:_ 六、科学探究的全过程 例题：为了节约能源，小玲同学要在家里比较电热水器和用天然气烧开水，哪种方法能源的利用率越高。 在探究实验中，需要控制的物理量有被加热水的质量和，需要测量的物理量有天然气的用量、通电的时间，需要查阅相应的数据有天然气的燃烧值和电热水器的。 在实验中，小玲利用家用天然气表，烧水前天然气表的示数和把质量为1kg、15的水烧开后天然气表的示数分别如图22甲、乙所示，烧水时天然气的用量是m3，天然气的燃烧值是7.5107J/m3，天然气烧水的利用率(热效率)是。 在实验中，用电热水器烧开同样的水，通电时间是10min，电热水器的额定功率是800W，电热水器的利用率是。 经过比较，使用加热水的利用 率较高。 练习1.小刚同学的家里新安装了使用IC卡的 天然气表，表面如图23所示。他想可以用来测 烧水的热效率。请你帮助他设计测烧水热效率的 实验。 实验需要的器材： 实验需要测量的物理量： 用测量量表示烧水的热效率=。 2、电学课中，老师曾讲过水果电池，激发了某同学对苹果导电性能的探究。 (1)你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关?你的猜想是：_。 (2)下表是该同学用伏安法，在一定电压下探究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据。 苹果1 一般甜苹果2 较甜苹果3 很甜 完整100UA200UA300UA 削了皮100UA200UA300UA 切掉一部分100UA200UA300UA 根据上述表格信息，把能得出的探究结论写出两条填在横线上。 结论一：_ 结论二：_ 3、星期天早晨，小涛正准确练习书法，刚刚把墨汁倒入盘中一半，小辉和小丽来找他，他们就一起出去了。晚上小涛回家后发现盘中的墨汁已经干了，而没盖盖儿的瓶里的墨汁却几乎没减少。生活中还有很多类似的现象，请你举出一例：_。由此我们可以猜想到，液体蒸发的快慢可能与液体的表面积有关。请你对上面的猜想进行验证，提供的器材如下：一杯水、两块玻璃片、酒精灯、扇子、滴管。 (1)从给定的器材中选出需要的器材： (2)实验步骤： (3)生活中的水蒸发现象处处可见，蒸发到空气中的水蒸气会永远留在空气中吗?其实地球上的水灾不停地循环着，空气中的水蒸气可以通过各种方式再次变成水回到地球表面。请你写出一种与此有关的自然现象及相应的物态变化名称。 解：将地面上的水摊开干得快(1分)(1)一杯水、两块玻璃片、滴管(1分)(2)a、用滴管在两块玻璃板上滴上等量的水，并使它们的表面积不同，将它们放在同样的环境当中;b，比较两块玻璃板上水蒸发的快慢(2分)(3)降雨液化(2分) 5、积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变。路面积雪经车辆压实后，车轮与路面的摩擦力减小，汽车易左右滑摆。同时，汽车的制动距离也难以控制，一旦车速过快、转弯太急，都可能发生交通事故。专家研究表明，气温不同，积雪的厚薄不同，对汽车的危害也不一样。当积雪厚度在515cm，气温在0左右时，汽车最容易发生事故。因为在这种条件下，路面上的冰雪常会呈夜冻昼化状态。此时，护路工人常在路面上撒大量的盐，以避免夜冻昼化现象，即在相同气温条件下，融化了的冰雪不再结冰，从而减少交通事故的发生。 提出问题：在相同气温条件下，为什么水不再结冰了? 猜想与假设：请你用学过的物理知识，针对这一现象产生原因提出一个合理的猜想，并说出你猜想的理由。 猜想： 理由： 设计实验方案