科学探究专题-中考科学专题探究（物理部分）.ppt

1、中考科学专题探究 物理部分,探究实验有哪几个要素呢？,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,一、提出问题,能力要求 范例 方法归纳,能力要求,要求同学们能够通过对日常生活、自然现象或实验观察的分析思考，根据经验和已有知识，用文字表述自己发现的、可探究的、具体的问题。,例 请根据图中的信息提出一个物理问题。,40km/h 10m 10m 60km/h 15m 20m 80km/h 20m 40m 停车距离 反应距离 刹车距离,车,分析 首先，我们从图中观察到以下物理信息：,1、汽车的初速度40km/h、60km/h和80km/h； 2、反应距

2、离10m、15m和20m； 3、刹车距离10m、20m和40m； 4、停车距离20m、35m和60m； 5、反应距离、刹车距离和停车距离都随汽车的初速度的增大而增大。,提出物理问题：,反应距离与汽车的初速度有关吗？ 刹车距离与汽车的初速度有关吗？ 停车距离与汽车的初速度有关吗？ 汽车的停车距离与什么因素有关？,方法归纳,二、猜想与假设,能力要求 范例 方法归纳,能力要求,能够根据经验和已有知识对所探究的问题成因、探究方向、可能的结果等提出有一定依据的猜想和假设。,例1 小明发现家里在用皮碗挂东西，那么皮碗所能承受的物体其重力大小与什么因素有关呢？请你提出一种猜想 ；你猜想的依据又是什么？,分析

3、成因 我们首先需要弄清的是：皮碗为什么能吸附在墙上？那实际上是因为大气在皮碗上形成较大的压力，从而使皮碗在墙壁上受到较大的摩擦力。,猜想方向 影响皮碗在墙壁上所受摩擦力的相关因素。 影响大气在皮碗上形成的压力的相关因素。,答案,例2 小明在观察洗衣机排水后，对容器的排水时间与排水孔大小的关系产生了浓厚的兴趣。他找来四个同样大小的圆柱形塑料容器，在它们底部相同位置各开一个排水的圆孔，孔的直径d分别是1.5 cm、2.0 cm、3.0 cm和5.0 cm。在容器里放入30 cm深的水，打开排水孔让水流出，用秒表测量水完全流出所需时间t分别 为73.0 s、41.2 s、18.4 s和6.8 s。

4、请你猜想时间t与直径d之间可能存在的数量关系，并提出你猜想的依据。,分析 根据我们的常识可知，水流的快慢和孔的大小有关，孔越大，水流得越快；孔越小，水流得越慢。而孔的面积s= (d/2)2。 答案 猜想：“水流时间t与直径平方d2成反比”. 猜想的依据是孔的面积s= (d/2)2；假设猜想成立，则t与1d2成正比，可以作出t与1d2图线，并观察图线是否为一条直线来判断前面的猜想。,方法归纳,三、制订计划与设计实验,能力要求 范例 方法归纳,能力要求,能根据现有的条件和探究的要求，确定最合适的实验原理和实验方法，根据已经确定的原理和方法选择器材，按这些方法的逻辑联系构思出操作的步骤。 要求能够用

5、日常生活中常见的器材来进行实验。 能够使用控制变量等科学研究方法。 能够分析探究的计划，寻求计划中的不当之处，并预料它在探究中所产生的不良后果。,例1 物体所受浮力大小与物体的形状有关吗?针对这个问题，请你选择器材，并考虑如何开展探究活动。供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水。 (1)你选择的器材是：_ (2)你的探究方案(即实验步骤)_ (3)请你画出实验记录表格。（略）,（1）分析 本题的实验目的是研究浮力与物体形状的关系。为探究物体形状对物体所受浮力大小是否有影响，在实验中我们必须控制浮力的其它相关因素不变，这就是控制变量法。因而，我们在选择被测物体时

6、，应选择可以控制其它变量相等的橡皮泥，而不是三个形状不同的小石块。,答案 所选实验器材为弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水。,(2)实验步骤： 用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G； 将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数Fl； 改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2； 再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3。,启示1 在制定计划、设计实验的过程中，要注重控制变量法等重要的科学究方法的使用。,例2 估测大气压的值。,小明设计的实验方案： 将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板 上，挤出里面的空气，按住玻璃板， 用弹簧测力计钩着挂钩，缓慢的往上 拉，记录吸盘刚刚脱离

7、玻璃板时弹簧 测力计的读数，再测出吸盘与玻璃 板的接触面积，即可算出大气压值。 实验室提供的器材是： 量程为10N的弹簧测力计1只，底 面积为3cm2的吸盘，平滑的玻璃板,分析 经过粗略计算发现：本题中大气作用在吸盘上的压力大约能达到30N，而弹簧测力计的量程只有10N，达不到测量要求，这就要求我们灵活运用省力机械，如省力杠杆或滑轮组。 方案中产生误差的主要原因是机械自重和摩擦、吸盘中排不尽空气、气密性不好等。,答案 方案一,器材：轻质杠杆，细绳，铁架台； 说明：利用省力杠杆，在一端用较小的弹簧测力计的拉杆，在另一端获得较大的拉吸盘的力； 产生误差的原因：弹簧测力计自重、杠杆自重、吸盘脱离玻璃

8、板时弹簧测力计的读数不准确、吸盘中排气不清、气密性不好等等；,答案 方案二,器材：定滑轮，动滑轮，细绳，铁架台； 说明：将定滑轮和动滑轮组成省力的滑轮组，再用弹簧测力计向上拉动即可； 产生误差的原因：滑轮与轴之间有摩擦、动滑轮自重、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、吸盘中排气不清、气密性不好等等。,启示2 要正确选择实验器材，就必须熟练掌握物理学科各章节各部分的知识，然后才能灵活运动。,例3请你测定标有“220V *W”的电灯泡的P额器材有:一个蓄电池（U=6V）,一个开关,导线若干.可选器材还有: A电流表（量程：00.6A,03A）; B电压表1(量程：03V,015V); C电压表

9、2(量程：03V,015V); D定值电阻1(R=20)； E定值电阻2(R=500)； F滑动变阻器(010)； G滑动变阻器(01k),分析 在选择器材之前必须先确定实验原理和方案. 方案一: 根据P额=U额I额，测出I额即可,但由于灯泡电阻大, U额小,所以I额也很小,用普通电流表根本无法准确的将它测出来，所以此方案不可行。 方案二：根据P额=U额2/RL，测出R即可,但由于上述原因,不能用伏安法测灯泡电阻. 则测RL的原理应改为RL：R定值=UL：U定值,即要使灯泡与定值电阻串联分压,并且参与分压的必须是500的定值电阻，因为只有选用500的电阻,才能够让灯泡和电阻分得的电压都能被准确

10、的测量出来 。,例3 请选择器材测定标有“220V *W”的电灯泡的P额 器材有:一个蓄电池（U=6V）,一个开关,导线若干. 可选器材还有: A电流表（量程：00.6A,03A）; B电压表1(量程：03V,015V); C电压表2(量程：03V,015V); D定值电阻1(R=20)； E定值电阻2(R=500)； F滑动变阻器(010)； G滑动变阻器(01k),启示3 要注重设计实验的可行性，预见试验中将会出现的矛盾。,在制定计划与设计实验时须考虑以下具体项目：,1、实验目的 2、实验原理 3、实验方案 4、科学方法 5、实验装置（电路）图 6、实验器材 7、需要观察现象和测量的物理量

11、 8、简单的实验步骤,四、进行实验与收集证据,能力要求 范例,能力要求,会使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等简单的实验仪器； 了解实验仪器的使用要求和操作要领；能够辨明仪器的测量范围和分度值，有测量范围的意识； 会设计并绘制记录数据的表格，能简单明了的在表格中填入数据。 有对实验结果的安全性预先考虑的意识，使用易破、易碎的器材时有谨慎操作的意识。,例1 量筒的应用 (1)用量筒测不规则固体体积的步骤如下： a.在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数V1； b.把固体浸没在盛有适量水的量筒中，读出此时水面所对应的示数V2，则待测固体的体积V_。 (

12、2) 上述操作过程中，向量筒中注水多少才是“适量”的？,V2V1,a.水最少能把固体“浸没”在水中； b.水最多在物体没水中后，水面仍低于量筒的量程。,ml,(3)小明有一枚质量为3.1g的金币，他查阅资料得知：,他想用量筒（左图）测出这枚金币的体积，然后计算其密度，以此鉴别黄金类别你认为该方案可行吗？,ml,分析 从原理上讲，用量筒测金币体积，再算其密度，就可以从表中查出该金币的黄金类别；但金币体积过小，在它浸没水中前后液面变化不大，这样测体积误差太大。,答案不能。经计算可知：3.1g金币的体积在0.16cm3与0.20cm3之间，远小于该量筒的分度值（2ml），所以不能用这个量筒测这枚金币

13、的体积,启示1 使用实验器材要特别注意其量程和最小分度值，根据实验具体要求选择合适的器材。,例2 物体所受浮力大小与物体的形状有关吗?针对这个问题，请你选择器材并考虑如何开展探究活动。供选择的器材有：弹簧测力计，三 个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水。 (1)你选择的器材是：略 (2)你的探究方案(即实验步骤)是：略 (3)请你画出实验记录表格。,（3）分析 本题中需要测量的物理量为重力G和橡皮泥捏成不同现状后三次浸没在水中弹簧测力计三次的示数，共四列；另三次测量为三行。,答案,启示2 设计数据表之前先要弄清需要测量哪几个物理量，并将这些物理量一一填入数据表。一般习惯将数据表的行为实验

14、次数，列为需要记录的物理量。,五、分析与论证,能力要求 范例 方法归纳,能力要求,能准确的描述实验数据或现象，能用定量或者半定量的方法描述物理现象的特征，数据的描述能够采用文字或数学的表示方法； 能对收集的信息进行简单的比较，能作简单的因果推理； 能从物理现象和实验中归纳科学规律，寻求数据之间的相互关系的特征；关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系。,例1 俗语说“响水不开，开水不响”，开水真的不响吗?小明对此进行了研究，他用铁锅在煤气灶上烧水试验，用温度计、数字声级计(测量声音强弱的仪器)分别测量锅内水的温度、锅旁声音的强弱。测量结果如下表：,现在你怎样理解“响水不开，开水不响”?,分析

15、本题考查了探究过程中的分析论证环节。通过分析表格中的数据，发现当水的温度从21升到95的过程中，水发出的声音越来越强，沸腾时水发出的声音有所减弱，因此人们有了“开水不响”的错觉。 答案 开水并非不响，只是相对于最响的时候，声音略小一些而已。,例2 在探究“声音能不能在真空中传播？”时我们发现，现有的实验设备难以将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你想选用什么方法突破这一难题？,分析 本实验中的现象是随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音，主要是由于难以将玻璃罩内抽成真空状态，还有周围的固体还能传声。这时推理法就显得尤为重要，它能够突破实验条件的限制，抓住主要矛盾，忽略

16、次要矛盾，得出结论。,答案 我们可以在现有的实验现象的基础上进一步推理，从而得出结论：如果罩内被抽成真空，将不能听到铃声，由此得出“声音不能在真空中传播”的结论。,例3 某小组同学研究圆柱体上、下表面受到液体的压力大小与液体深度、密度的关系。实验时，该小组同学把一个高为01 m的实心圆柱体先后浸没在甲、乙两种液体中(液体甲的密度大于液体乙的密度)，并不断改变它所处的深度。他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面的距离及圆柱体上、下表面受到液体的压强，并利用公式求得上、下表面受到液体的压力。,表一 液体甲,分析 同一表格中,液相同，研究的是F1与h的关系. 结论 在液相同的情况下，F1与h.成正比.,

17、表二 液体乙,(1)比较表一(或表二)中第一行与第二行数据，结论如何？,表一 液体甲,分析 相同，研究的是F1与液的关系. 结论 在h 相同的情况下， 液越大，F越大.,表二 液体乙,(2)比较表一和表二中第三列(或第四、五列)，结论？,表一 液体甲,分析 F浮=F2-F1；表一中F浮都为1N，表二中都为0.80N. 结论 当物体浸没于同种液体，F（ 即F浮）是一个定值；当物体浸没于不同液体， 液越大，F（ 即F浮）越大。,表二 液体乙,(3)进一步综合分析表一和表二数据，结论如何？,分析与论证之方法一归纳法,分析与论证之方法二推理法,分析与论证之方法三数学方法,六、评估,能力要求 范例,能力

18、要求,能对探究的行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价。 能注意假设与探究结果之间的差异，能对这种差异及引起这种差异的规律进行分析，发现和提出新的问题。能对探究过程和结果进行评估，提出改进探究方案的具体方法。,例1 以下是小明写的一份探究报告： 问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？ 猜想：干路中的电流等于各支路电流之和。 设计实验：略 进行实验：闭合开关，记录第一支路中A点、第 二支路中B点、干路中C点的电流值 。,请试评估小明同学这一实验方案。,一、评估探究过程,分析 本题探究的是从特殊到一般的规律，评估时要注意：是不是把所有情况都研究到了，同一种情况是不是做了多次实验，不能仅通过

19、一种情况、一次实验就得到普遍结论。 答案 探究过程只研究并联电路就得出结论不科学，应该再验证串联电路的情况；还有仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，还应该更换不同的灯泡，通过多次实验，总结得出结论。,启示1多次实验寻求普遍规律,当实验探究的是从特殊到一般的规律时，仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，应该通过多次实验总结得出结论。,例2 在“摩擦力”的科学探究中，某班同学猜想摩擦力可能与接触面的粗糙程度、压力和物体运动的速度三个因素有关。小丽探究摩擦力与滑块运动速度的关系实验如图所示，请指出其中明显的错误。,一、评估探究过程,分析 小丽在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，不仅滑块的速度改变

20、了，而且滑块与接触面间的压力与改变了，那么摩擦力的变化就不知是由哪个因素的变化引起的。 答案 在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，我们应该遵循控制变量法，控制接触面粗糙程度、压力这些因素不变。,启示注重控制变量法的使用,控制变量法是物理实验的重要方法，科学探究中要注意评估对控制变量法的使用。,例3 在探究欧姆定律的时候，小明将实物图连成如下图所示，请为他指明问题所在。,一、评估探究过程,分析 回顾电流表和电压表的使用方法 一、电流表的使用方法是： 把其串联在待测电路中； “+”“-”接线柱不能接反； 正确选择量程。 二、电压表的使用方法是： 把电压表并联在待测电路的两端； “+”“-”接

21、线柱不能接反； 正确选择量程。 答案 电流表的正负接线柱接反，电流表指针反向偏转并将损坏电表；电压表并联在电源两极，读的是电源电压而不是定值电阻两端的电压。,启示注重实验器材的操作规范,注重评估实验仪器的操作是否规范、是否安全，不规范不安全的地方应予以及时纠正。,一、评估探究过程,例4 小明将 “阿基米德原理” 实验（左图）改进（右图）了，其中A、B为两个规格相同的弹簧秤，C为重物，D为薄塑料袋，E是用大饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台。,请问改进后的实验与原实验比较有哪些优点？,分析 可以对比新旧实验的操作过程那一种更为简单易行。 答案 改进后的实验与原实验比较优点很多： （1）溢水杯中加红色水，增加可见度； （2）能同时显示物体所受浮力的大小和物体排开的液体重； （3）调节平台高度，可观察到物体受浮力随排开液