初中物理-摆的故事和启示

1、序章序章 让我们起航让我们起航 1.1.许多科学发现源于许多科学发现源于_ 。 2.2.科学探究必须提出科学探究必须提出_ _ 和和_ _ 。 3.3.实验探究常用的科学方法实验探究常用的科学方法:_:_控制变量法控制变量法 在研究在研究某一对象某一对象受哪些因素影响时，如受哪些因素影响时，如 果该果该研究对象研究对象可能受可能受多个因素多个因素的影响，的影响， 则要则要，而保持，而保持 ，然后用，然后用实验实验来研究来研究该研究该研究 对象对象与与之间的关系。这一方法之间的关系。这一方法 叫控制变量法。叫控制变量法。 观察观察 疑问疑问假设假设 科学探究中的几个基本要素科学探究中的几个基本要

2、素 学着经历伽利略的研究过程学着经历伽利略的研究过程 一、安装一个摆（如图所示）。一、安装一个摆（如图所示）。 摆球摆球 摆线摆线 夹子夹子 铁架台铁架台 摆角摆角 摆长摆长 摆幅摆幅 摆动摆动1次次 二、将摆球从中央静止位置向侧面拉开约一拳宽的二、将摆球从中央静止位置向侧面拉开约一拳宽的 距离，然后放手，利用脉搏跳动进行计时，记录观距离，然后放手，利用脉搏跳动进行计时，记录观 察到的现象。察到的现象。 A B C 现象现象1.摆球摆球_摆动。摆动。 现象现象2.摆球的摆动幅度摆球的摆动幅度 _ 现象现象3.摆球摆动一次的时间摆球摆动一次的时间 _，即摆球的摆动，即摆球的摆动 快慢是快慢是_的

3、。的。 来回来回 相同相同 越来越小越来越小 相同相同 周期周期 ：摆球：摆球来回来回摆动一次的时间。摆动一次的时间。 单位：单位：秒秒用符号用符号 T T 表示表示 例：有一摆例：有一摆A每分钟来回摆动每分钟来回摆动30 次，周期是多少？另一摆次，周期是多少？另一摆B 4分钟分钟 来回摆动来回摆动100次次,哪个摆动得快？哪个摆动得快？ 周期是用来表示周期是用来表示摆动快慢摆动快慢的物理量。的物理量。 摆的周期越摆的周期越小小( (短短) )，摆动得摆动得_ 摆的周期越摆的周期越大大( (长长) )，摆动得摆动得_ _ 快快 慢慢 思考：怎样来比较摆球摆动思考：怎样来比较摆球摆动 的快慢呢？

4、的快慢呢？ 摆的周期与哪些因素有关摆的周期与哪些因素有关 ? ? 科学方法：科学方法： 控制变量法控制变量法 1.探究摆的周期和摆动幅度的关系探究摆的周期和摆动幅度的关系 控制: ， 不变; 只改变 。 摆线长度摆线长度摆球质量摆球质量 摆动幅度摆动幅度 摆动幅度摆动幅度 连续摆动连续摆动1010次次 的时间的时间( (秒秒) ) 摆的周期摆的周期(秒秒) 很大很大较大较大较小较小 结论:当_不变时不变时, 摆的周期与摆的周期与_无关。无关。 摆球质量和摆线长度摆球质量和摆线长度 摆动幅度摆动幅度 2.探究摆的周期和摆球质量的关系探究摆的周期和摆球质量的关系 控制: , 不变; 只改变 。 连

5、续摆动连续摆动1010次次 的时间的时间( (秒秒) ) 摆的周期摆的周期(秒秒) 很大很大较大较大较小较小 摆线长度摆线长度 摆球质量摆球质量 摆动幅度摆动幅度 摆球质量摆球质量 结论：结论： 当摆球的当摆球的_不不 变时，摆的周期与变时，摆的周期与_无关。无关。 摆动幅度和摆线长度摆动幅度和摆线长度 摆球的质量摆球的质量 摆的周期与哪些因素有关摆的周期与哪些因素有关 ? ? 摆的周期与哪些因素有关摆的周期与哪些因素有关 ? ? 3.探究摆的周期和摆线长度的关系探究摆的周期和摆线长度的关系 控制: , 不变; 只改变 。 摆球质量摆球质量 连续摆动连续摆动1010次次 的时间的时间( (秒秒

6、) ) 摆的周期摆的周期(秒秒) 很长很长较长较长较短较短 摆线长度摆线长度 摆动幅度摆动幅度 摆线长度摆线长度 结论：结论： 当摆球的当摆球的_不变时，不变时， 摆的周期与摆的周期与有关，且有关，且_ _ 摆动幅度和摆球质量摆动幅度和摆球质量 摆线的长度摆线的长度长度越长，长度越长， 周期越长。（长度越短，周期越短。）周期越长。（长度越短，周期越短。） 实验 次数 摆线长度 (米) 摆球质量 (克) 摆动幅度 连续摆 动次数 摆动时 间(秒) 摆动的周 期（秒） 1110一拳宽3060 2130一拳宽3060 3110半拳宽3060 40.510一拳宽3042 【例题例题】做做“研究影响摆球

7、摆动周期的因素研究影响摆球摆动周期的因素”实验时现实验时现 有器材：质量为有器材：质量为1010克和克和3030克的摆球各一个，铁架台一套、克的摆球各一个，铁架台一套、 夹子一个，计时器和细线。下表是实验的数据记录：夹子一个，计时器和细线。下表是实验的数据记录： ( (1)1)试完成试完成“摆动周期摆动周期”一栏中空格的填写。一栏中空格的填写。 (2)(2)分析比较第分析比较第1 1次和第次和第2 2次实验，可得出的初步结论次实验，可得出的初步结论 是：当是：当 、 相同时，摆动相同时，摆动 的周期与的周期与 。 摆线长度摆线长度摆动幅度摆动幅度 摆球质量无关摆球质量无关 2 2 2 2 2

8、2 1.41.4 ( (5 5) )从上述实验分析从上述实验分析, ,可得出的初步结论是可得出的初步结论是: :摆动周期摆动周期 与与有关有关, ,且且，周期越大，周期越大, , ，周期越小。周期越小。 实验 次数 摆线长度 (米) 摆球质量 (克) 摆动幅度 连续摆 动次数 摆动时 间(秒) 摆动的周 期（秒） 1110一拳宽3060 2130一拳宽3060 3110半拳宽3060 40.510一拳宽3042 2 2 2 2 2 2 1.41.4 (3)(3)分析比较第分析比较第1 1次和第次和第3 3次实验次实验, ,可得出的初步结论是可得出的初步结论是: : 当当 、 相同时相同时, ,

9、摆动的周期摆动的周期 与与 。 (4)(4)在第在第1 1次和第次和第4 4次的实验中是控制次的实验中是控制_和和 不变不变, ,研究摆球摆动周期与研究摆球摆动周期与的关系。的关系。 摆线长度摆线长度摆球质量摆球质量 摆动幅度无关摆动幅度无关 幅度幅度 摆线长度摆线长度 摆线长度摆线长度摆线长度越长摆线长度越长 摆球质量摆球质量 摆线长度越短摆线长度越短 摆动摆动 小结小结 观察是人们认识客观世界的第一道工序。观察是人们认识客观世界的第一道工序。 观察是一种手段，通过观察去认识事物变动观察是一种手段，通过观察去认识事物变动 的规律和事物内部的秘密。这才是观察的目的。的规律和事物内部的秘密。这才

10、是观察的目的。 科学家迈克尔科学家迈克尔法拉第说，没有观察就没有科法拉第说，没有观察就没有科 学，科学发现诞生于仔细的观察之中。学，科学发现诞生于仔细的观察之中。 科学的观察还需做一个有心人，要有明察秋科学的观察还需做一个有心人，要有明察秋 毫的洞察力。毫的洞察力。 我们要培养一双善于观察的眼睛，用大脑去我们要培养一双善于观察的眼睛，用大脑去 思考、发现问题，改造世界思考、发现问题，改造世界 一、观察一、观察 二、控制变量法二、控制变量法 “控制变量控制变量”法是在研究多个因素（多个变法是在研究多个因素（多个变 量）对研究对象产生影响的问题时常用的一种基量）对研究对象产生影响的问题时常用的一种

11、基 本的科学方法本的科学方法。 因素因素 因素因素因素因素 研究对象研究对象 改变，探究研改变，探究研 究对象与的关系究对象与的关系 控制、不变，消除控制、不变，消除 它们对研究对象的影响它们对研究对象的影响 控制、不控制、不 变，消除它们对变，消除它们对 研究对象的影响研究对象的影响 改变，探究研改变，探究研 究对象与的关系究对象与的关系 控制、不控制、不 变，消除它们对变，消除它们对 研究对象的影响研究对象的影响 改变，探究研改变，探究研 究对象与的关系究对象与的关系 三、摆三、摆 摆的等时性原理：不论摆的摆动幅度摆的等时性原理：不论摆的摆动幅度 是大些还是小些，完成一次摆动的时间是是大些还是小些，完成一次摆动