1.4 尝试科学探究-沪粤版八年级《物理》上册导学案

1.4尝试科学探究(导学案)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。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。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。【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【提出问题】摆摆动的快慢与哪些因素有关?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，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【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A.猜想假设B.提出问题C.进行实验D.分析论证故选A。【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。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。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);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【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【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。某实验小组的同学甲乙提出问题：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；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，让小球自由往实验序号小球到固定点的距离(摆长)小球质量小球往返摆动一次的时间12345(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;(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。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。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。2.猜想与假设：基于经验和知识对问题答案作出预判；【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——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分情境引入情境引入摆钟走快，师傅调节摆下螺母校准时间与摆线长短有关与摆动角度有关简化模型：细线+小球代替真实钟摆测摆动10次、20次总时间，求单次平均时间数据如实记录，不得篡改联系生活：螺母下移→摆变长→摆变慢，摆钟走时变准7.交流合作小组讨论、汇总实验、撰写报告可生成新问题继续研究核心思想探究流程特点2.猜想与假设(3种合4.获取处敢于观察提问(提出问题大胆合理猜想，拒绝无依据猜测分工协作、尊重数据、乐与摆球轻重有关协作与反思素养科学探究通用要点科学态度与素养探究实例：摆的奥秘七大探究完整步骤尝试科学探究A.摆线的长度和摆球的质量不变，改变摆动的幅度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【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(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;(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“增周长T/s【答案】单摆摆动一次所需时间(周期)可能与摆的质量有关(或：【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(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)随摆的时间与哪些因素有关”,装置如图所示：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/s1234(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(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。A.提出问题B.猜想与假设C.分析论证D.交流与合作故选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【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()【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、交流与合故选B。(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47621000(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最多较少最少最少较多最多(1)提出的问题：布的吸水能力与布的什么因素有关?(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；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