初中物理八年级上控制变量法初识

1 专题专题 控制变量法的初步认识控制变量法的初步认识 概念 1 控制变量法的定义 当物理量与多个因素有关时 如果只研究物理量与其中一个因素 变量 的关系 那么我 们将其他因素控制不变 这个变量改变 观察这个物理量的情况 2 精髓 前结果 后变量 其他不变 3 结论的格式 当 一定时 越 越 案例 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动 叫做自由落体运动 这种运动只在没 有空气的空间才能发生 在有空气的空间 如果空气阻力的作用比较小 可以忽略 物体 的下落也可以近似地看作自由落体运动 为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关 小 明做了如下猜想 猜想一 物体下落的快慢与物体的材料有关 猜想二 物体下落的快慢与物体下落的高度有关 猜想三 物体下落的快慢与物体的质量有关 为验证猜想的正确性 他们用三个金属球做了一系列的实验 实验数据记录如下表 实验序号材料下落高度 m 下落时间 s 1 铁球 201 96 2 铁球 302 47 3 铅球 201 96 1 本题所提出的问题是 2 小明提出猜想中 反映了物体下落快慢可能与 和 3 结果 物体下落快慢是通过 体现出来的 这种方法叫 法 4 为了验证猜想一 小明需要控制 不变 改变 测量 5 为了验证猜想一 应比较实验序号 和 结论是 6 为了验证猜想三 小明需要控制 不变 改变 测量 实验器材 2 实验步骤 结论 例 1 声现象中控制变量法的应用 在学习吉他演奏的过程中 小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的 他决定对此进行研究 经过和同学们讨论 提出了以下猜想 猜想一 琴弦发出声音的音调高低 可能与琴弦的横截面积有关 猜想二 琴弦发出声音的音调高低 可能与琴弦的长短有关 为了验证上述猜想是否正确 他找到了下表所列 9 种规格的琴弦 因为音调高低取决 于声源振动的频率 于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验 编号材料长度 cm 横截面积 mm2 A 铜 600 76 B 铜 600 89 C 铜 601 02 D 铜 800 76 E 铜 801 02 F 铜 1000 76 G 铁 801 02 H 尼龙 801 02 I 尼龙 1001 02 1 为了验证猜想一 应选用编号为 的琴弦进行实验 2 为了验证猜想二 应选用编号为 的琴弦进行实验 3 除上述两个猜想外 请你对此实验再提出一个猜想 猜想三 例 2 热现象中控制变量法的应用 液体蒸发的快慢可能与 和 1 水蒸发的快慢和它的温度有关 温度越高 水蒸发越快 试设计一个小实验来证明这个 结论 要求写出所需的实验器材和实验操作方法 实验器材 实验方法 1 2 3 实验结论 2 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 实验器材 实验方法 1 2 3 3 实验结论 3 大树底下好乘凉 是一个众人皆知的俗语 小峰却不以为然 为此与小芳发生激烈的 争辩 小峰认为 现在生活水平提高了 有了遮阳伞 人在遮阳伞下与大树下同样没有阳 光直接照射 所以一样凉 小芳认为 遮阳伞比树下炎热 1 根据你所学的物理知识 对上述两人的观点 你支持 的观点 2 你支持一方看法的原因 3 请帮助他俩设计一个实验 以解决他们之间的争辩 实验器材 实验方法 1 2 3 例 3 光现象中控制变量法的应用 在 小孔成像 实验中 1 光屏上所成的像的特点是 像的形状与 的形状有关 与 形状无关 像的大小可能与 有关 2 实验猜想 像的大小与物体到小孔的距离有关 画出两幅图证明本猜想 实验结论 课后检测 课后检测 习 1 在某校的综合活动课上 小军对甲 乙两只保温瓶进行保温性能的比较 两保温瓶 内 倒满初温度都是 60 的水 每隔半小时 小军打开杯盖 用温度计测量一次水温并记录在 下表中 1 在坐标轴上描出甲杯的水温的变化曲线 2 由测量数据可知 杯的保温性能好 3 此时周围环境的室温是 甲杯水温 乙杯水温 0h0 5h1h1 5h2h2 5h3h 60 48 40 35 32 30 30 60 51 44 39 35 32 31 3 5h 30 30 4h 30 30 4 1 3 5 2 4 6 习 2 两个相同的炊壶内装有同样多的水 此时都已沸腾 已知炉火的强度和房间内空气 的 湿度都相同 因此 可以判断出 房间甲的气温 填 高于 低于 或 等于 房间乙的气温 习 3 在 研究充水玻璃管中气泡的运动规律 实验中 1 气泡上升过程中 若以气泡为参照物 玻璃口的塞子 填 运动 或 静止 的 2 若测得气泡从管子的底端运动到顶端的路程为 56cm 所用的时间为 7s 则在这个过程 中气泡的平均速度为 注意单位 3 为了判断气泡是否做匀速直线运动 需要测量气泡运动的路程和时间 为便于测量 应使气泡在管内运动得较 选填 快 或 慢 玻璃管较 习 4 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 面间的磨擦力减小 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 5 15 气温在 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 针对这一现象产生的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 针对你的猜想 设计一个实验方案 验证猜想的正确性 实验方案及主要步骤 乙甲 图 8 5 习 5 小军同学通过高倍望远镜观察月亮 发现月面是凸凹不平的 如图所示 这是由于 流星在太空中运行到靠近月球时 在月球的引力作用下坠落到月面 与月面发生碰撞而形 成的坑洞 叫做月坑 小军同学猜想月坑的深度可能与流星的质量 体积及下落的高度有关 于是 他设计了一个用一只铺满厚厚的细沙的盘子和几个不同的小球及刻度尺进行探 究月坑深度的模拟实验 如图 13 所示 经过实验 数据记录如下表 实验序号质量m g体积V cm3下落高度h cm 坑的深度 d mm 1207 5502 6 2207 5603 5 3207 5705 0 4202 57011 3 5201 87012 4 6607 57014 6 7857 57015 9 请你分析实验数据 并回答下列问题 1 由 1 2 3 三组数据可得 月坑 的深度与流星的 有关 2 由 三组数据可得 月坑 的深度与流星的质量有 关 3 月坑 的深度还与流星的体积有关 体积越大 月坑 的深度 4 请你结合小军的研究过程就 影响月坑深度的因素 问题提出另外一个猜想 习 6 一部科幻电影中有这样的场面 一艘飞船在太空中遇险 另一艘飞船前去营救的途 中 突然听到了遇险飞船的巨大爆炸声 然后看到了爆炸的火光 请你给导演指出这个场 景中的两处科学性的错误 1 2 习 7 小明 小华和小强一起做了几个实验 小明把手放在喉咙处 大声讲话 感觉喉头 振动了 小华把发声的音叉放在水中 可以激起水花 小强在弹吉他 1 他们探究的问题 2 对上面的实验现象的分析 你能得出的结论 3 小华同学为了研究声音产生的原因 用手使劲敲桌子 发出很大的响声 但是他看到 桌子几乎没有振动 为了使看到的实验现象更明显 你的改进方法是 4 小明 小华等同学在探究出上述问题之后 又提出这样一个问题 声音是怎样从发声 物体传播到远处的 针对这一问题 他们经过认真地思考 提出了两种猜想 声音要传播出去 需要东西做介质 声音要传播出去 不需要什么东西做介质 究竟哪一种猜想是正确的呢 小明他们进行了如下的两个实验 A 两张课桌紧紧挨在一起 小丽轻敲桌面 小冬把耳朵贴在另一张桌子上 B 两张桌子拉开 又进行了一次实验 小明 小华发现两个小实验的结果不同 其不同的地方是 得出的实验结 6 论验证了其中猜想 是正确的 5 探究问题的过程通常有下列步骤 A 猜想假设 B 分析归纳 C 得出结论 D 实 验研究 E 提出问题 你认为小明他们的后一次探究活动依次采取的步骤是 填步骤前的英文字母 习 8 阅读下面的短文 然后回答问题 人为什么长两只耳朵呢 人长两只耳朵可以帮助我们确定声源的位置 声音从声源处 传到我们耳朵时 并不是同时到达我们两只耳朵的 若声源在人的左边 声音就会先到达 左耳 再到达右耳 所以两只耳朵收到声音的先后 强弱都不会完全相同 靠这种差别我 们就能确定声源的位置了 这叫双耳效应 小明等同学做了一个实验 当小明被蒙上眼睛 时 另一个同学在他的正前方拍手 他却指向正后方 另外的同学被蒙上眼睛时 也很容 易出现这样的错误 两只耳朵都没有堵住 难道这说明双耳效应是错误的吗 小明与同学 们百思不得其解 小明在 Internet 网上 查阅鸟类资料的时候找到一张猫头鹰的图片 如图 3 所示 细心的他发现猫头鹰的两只耳朵不是和人一样对称地长在头的两侧 而是 一只耳朵比另一只耳朵低 这样它高居在树上就可以很准确地判断低处的某种声音的位置 1 所以两只耳朵收到声音的先后 强弱都不会完全相同 其中的 强弱 特指声音 的 双耳效应是利用声源发出的声音到达两只耳朵的 不相同来确定声源 的位置 2 当小明被蒙上眼睛时 另一个同学在他的正前方拍手 他却指向正后方 请你告 诉小明其中的奥秘 3 高居在树上的猫头鹰 若它的正前方有只小老鼠活动 猫头鹰 选填 会 或 不会 出小明那样的错误 请你陈述理由 习 9 地震波的传播形式有横渡和纵波 地震时从震源同时传出横波和纵波 横波和纵波 的传播速度分别约为 3 7 103m s 和 9 1 103m s 某地发生