2019年八年級(jí)物理上冊(cè) 1.4《嘗試科學(xué)探究》課件（新版）粵教滬版.ppt

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第一章走進(jìn)物理世界1 4嘗試科學(xué)探究 探究擺的奧秘 例1如圖1 4 1所示是一條細(xì)繩一端系一個(gè)小鐵塊做成的擺 小明用電子表測(cè)出了這個(gè)擺的周期 擺動(dòng)一個(gè)來(lái)回所用的時(shí)間 后 想探究擺的周期與什么因素有關(guān) 他猜想可能與小鐵塊的質(zhì)量有關(guān) 還可能與細(xì)繩的長(zhǎng)短有關(guān) 于是他通過(guò)改變小鐵塊的質(zhì)量和細(xì)繩的長(zhǎng)度測(cè)出擺動(dòng)30個(gè)周期所用的時(shí)間 得出如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖1 4 1 1 擺動(dòng)一個(gè)來(lái)回所用的時(shí)間比較短 難以測(cè)準(zhǔn) 為了減小誤差 小明的做法是 測(cè)出擺動(dòng)30個(gè)周期所用的時(shí)間 除以30 即為擺的周期 2 在第1 2次實(shí)驗(yàn)中 小明用 保持質(zhì)量不變 改變細(xì)繩長(zhǎng)度 的方法來(lái)探究擺的周期與細(xì)繩長(zhǎng)度的關(guān)系 這種方法是物理學(xué)中研究問(wèn)題常用的 法 3 通過(guò)比較第1 2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù) 得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 通過(guò)比較第 次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù) 得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無(wú)關(guān) 4 通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析 小明得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無(wú)關(guān) 與擺長(zhǎng)有關(guān) 控制變量 在小鐵塊的質(zhì)量一定時(shí) 擺長(zhǎng)越長(zhǎng) 周期越大 1 3 或2 4 解析 1 直接測(cè)出一個(gè)周期 測(cè)得的周期誤差較大 題中小明的做法是測(cè)出擺動(dòng)30個(gè)周期所用的時(shí)間 除以30 即為擺的周期 2 在第1 2次實(shí)驗(yàn)中 小明用 保持質(zhì)量不變 改變細(xì)繩長(zhǎng)度 的方法來(lái)探究擺的周期與細(xì)繩長(zhǎng)度的關(guān)系 應(yīng)用了控制變量法 3 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 在第1 2次實(shí)驗(yàn)中 小鐵塊質(zhì)量相等 擺線長(zhǎng)度不同 擺線長(zhǎng)度越長(zhǎng)擺的周期越大 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 在第1 3或2 4次實(shí)驗(yàn)中 小鐵塊的質(zhì)量不同 擺線的長(zhǎng)度相同 擺的周期相同 由此可知 擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無(wú)關(guān) 4 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無(wú)關(guān) 與擺長(zhǎng)有關(guān) 本實(shí)驗(yàn)中 保持?jǐn)[長(zhǎng)不變 探究鐘擺擺動(dòng)的快慢是否與擺重有關(guān) 保持?jǐn)[重不變 探究鐘擺擺動(dòng)的快慢是否與擺長(zhǎng)有關(guān) 這就是控制變量法 控制變量法在今后的探究實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)常用到 科學(xué)探究的過(guò)程 例2下列各種說(shuō)法都與科學(xué)探究要素有關(guān) 請(qǐng)你判斷是對(duì)還是錯(cuò) 對(duì)的打 錯(cuò)的打 1 學(xué)習(xí)物理既要學(xué)習(xí)物理知識(shí) 又要學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法 2 要學(xué)會(huì)提出問(wèn)題 因?yàn)樘岢鲆粋€(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要 3 猜想與假設(shè)要以事實(shí)為依據(jù) 不能憑空亂想 4 在科學(xué)探究活動(dòng)中 要有周密的計(jì)劃 否則就是盲目的活動(dòng) 5 人們常說(shuō) 事實(shí)勝于雄辯 這說(shuō)明收集證據(jù)特別重要 6 要重視交流與合作 因?yàn)檫@是表述自己觀點(diǎn)的機(jī)會(huì) 同時(shí)也是向別人學(xué)習(xí) 修正或放棄自己錯(cuò)誤觀點(diǎn)的機(jī)會(huì) 弄混科學(xué)探究環(huán)節(jié)的順序 例3科學(xué)探究 要經(jīng)歷提出問(wèn)題 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃 分析與論證 評(píng)估 交流與合作的過(guò)程 解析 科學(xué)探究一般要經(jīng)歷提出問(wèn)題 猜想與假設(shè) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 分析與論證 評(píng)估 交流與合作的過(guò)程 答案 猜想與假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 錯(cuò)解 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)猜想與假設(shè)注意 科學(xué)探究一般要經(jīng)歷提出問(wèn)題 猜想與假設(shè) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 分析與論證 評(píng)估 交流與合作這幾個(gè)過(guò)程 猜想與假設(shè)是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的前提 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)是實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 題型一擺的奧秘 例4 山東棗莊模擬 小芳對(duì)八年級(jí)物理 伽利略對(duì)擺動(dòng)的研究 非常感興趣 于是利用如圖1 4 2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 她測(cè)出了擺球擺動(dòng)30次所用的時(shí)間 進(jìn)而算出擺球擺動(dòng)一次所用的時(shí)間 針對(duì)擺球擺動(dòng)一次所用的時(shí)間與哪些因素有關(guān)這一問(wèn)題 她提出了以下猜想 A 可能與擺球的質(zhì)量有關(guān) B 可能與擺線的長(zhǎng)短有關(guān) C 可能與擺角的大小有關(guān) 圖1 4 2 她利用以下器材 質(zhì)量不同的兩個(gè)小鋼球 長(zhǎng)度不同的兩根細(xì)線 一個(gè)鐵架臺(tái) 一個(gè)停表 一把刻度尺 一個(gè)量角器等 進(jìn)行了以下四次實(shí)驗(yàn) 1 由1 2兩次實(shí)驗(yàn) 可驗(yàn)證猜想 填猜想前的字母 結(jié)論是 2 由 兩次實(shí)驗(yàn) 可驗(yàn)證猜想C 3 由 兩次實(shí)驗(yàn) 可驗(yàn)證猜想A 解析 1 分析1 2兩次實(shí)驗(yàn)可知 擺球質(zhì)量和擺角相同時(shí) 擺線越長(zhǎng) 擺動(dòng)一次所用的時(shí)間越長(zhǎng) 故可得結(jié)論 當(dāng)擺球質(zhì)量 擺角一定時(shí) 擺線越長(zhǎng) 擺動(dòng)一次所用的時(shí)間越長(zhǎng) 2 要探究擺動(dòng)一次所用的時(shí)間與擺角大小的關(guān)系 應(yīng)控制擺線長(zhǎng)和擺球質(zhì)量不變 改變擺角的大小 由表中數(shù)據(jù)可知2 3符合 3 要探究擺動(dòng)一次所用的時(shí)間與擺球質(zhì)量的關(guān)系 應(yīng)控制擺線長(zhǎng)和擺角的大小不變 改變擺球質(zhì)量的大小 由表中數(shù)據(jù)可知3 4符合 3 4 B 當(dāng)擺球質(zhì)量 擺角一定時(shí) 擺長(zhǎng)越長(zhǎng) 擺動(dòng) 一次所用的時(shí)間越長(zhǎng) 2 3 題型二科學(xué)探究過(guò)程 例5簡(jiǎn)述 探究乒乓球的反彈高度的影響因素 的基本環(huán)節(jié) 解析 一個(gè)較完整的科學(xué)探究過(guò)程應(yīng)該包含7個(gè)環(huán)節(jié) 提出問(wèn)題 猜想與假設(shè) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 分析與論證 評(píng)估 交流與合作 1 提出問(wèn)題 乒乓球的反彈高度與哪些因素有關(guān) 2 猜想與假設(shè) 與接觸面的硬度有關(guān) 與乒乓球下落的高度有關(guān) 與乒乓球的大小有關(guān) 3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃 讓同一乒乓球先后從同一高度自由下落 分別接觸水泥 地面和木板表面 觀察乒乓球彈起的高度 讓同一乒乓球先后從不同高度自由下落 接觸水泥地面 觀察乒乓球彈起的高度 讓大小不同的乒乓球從同一高度自由下落 接觸水泥地面 觀察乒乓球彈起的高度 4 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 測(cè)量出乒乓球彈起的高度 5 分析與論證 由測(cè)量結(jié)果分析出影響乒乓球反彈高度的因素 6 評(píng)估 乒乓球的反彈高度除了與探究的幾個(gè)因素有關(guān)外 還與什么因素有關(guān) 探究的結(jié)論是否可靠 7 交流與合作 與同學(xué)們交流探究過(guò)程 改進(jìn)探究方案 答案 見(jiàn)解析 例6小明從電影中看到 古代的將軍用力把鐵弓拉滿后 能將箭射得很遠(yuǎn) 于是小明聯(lián)想到自己玩耍的竹弓 即使拉得很滿 也不能將箭射得很遠(yuǎn) 請(qǐng)你分析以上現(xiàn)象 提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題 并簡(jiǎn)述探究的方法 1 你提出的探究問(wèn)題是 2 你探究的方法是 解析 1 箭被射出距離的不同 反映了鐵弓與竹弓彈性的不同 前后兩次都是將弓拉滿 即弓的形變相同 由于兩只弓的材料不同 造成了弓的彈性不同 由此提出問(wèn)題 物體的彈性與物體的材料是否有關(guān) 2 為了探究弓的彈性與材料是否有關(guān) 根據(jù)控制變量的思想可知 要用兩個(gè)長(zhǎng) 寬 厚都相同 但材料不同的鋼尺和塑料尺且拉彎相同的幅度去做實(shí)驗(yàn) 由于其彈性是由被彈擊物體射出去的距離來(lái)體現(xiàn)的 所以要用兩把尺子去彈同一個(gè)靜止在桌面上的小球 比較小球被彈開(kāi)的距離 即可得出結(jié)論 答案 1 物體的彈性與物體的材料有關(guān)嗎 2 用兩個(gè)長(zhǎng) 寬 厚都相同的鋼尺和塑料尺 拉彎相同的幅度 去彈同一個(gè)靜止在桌面上的小球 比較小球被彈開(kāi)的距離 即可得出結(jié)論 知識(shí)鏈接 控制變量法是物理學(xué)中進(jìn)行科學(xué)探究的常用方法 對(duì)于多因素問(wèn)題 控制其他因素不變 只改變其中一個(gè)因素 從而研究該因素對(duì)所研究事物的影響 如此對(duì)各因素分別進(jìn)行研究 再綜合分析 這就是控制變量法 本題 1 中提出的問(wèn)題 根據(jù)控制變量的思想 保證形變的程度相同 被彈擊的物體相同 但研究對(duì)象的材料不同 由此去設(shè)計(jì)探究的方法 解讀中考 中考對(duì)本節(jié)的考查重點(diǎn)是對(duì)科學(xué)探究方法和意義的理解 中考的考查趨勢(shì)一是結(jié)合生活 生產(chǎn)設(shè)置新情景考查探究能力 二是結(jié)合其他章節(jié)知識(shí)綜合考查探究能力 題型多為選擇題 填空題 實(shí)驗(yàn)題 考點(diǎn)一探究擺球的擺動(dòng)快慢與哪些因素有關(guān) 教材第19頁(yè) 圖1 35 探究擺的奧秘圖1 35用不同擺球做實(shí)驗(yàn) 例7 內(nèi)蒙古包頭中考 某同學(xué)要探究單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間與什么因素有關(guān) 于是他準(zhǔn)備了不同質(zhì)量的小鐵球 質(zhì)量已知 細(xì)繩 刻度尺 鐵架臺(tái)等器材 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 4 3所示 1 實(shí)驗(yàn)器材中還應(yīng)該有 2 他將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在下表中 分析數(shù)據(jù)可知 單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間只與 有關(guān) 該實(shí)驗(yàn)所用的科學(xué)探究方法是 圖1 4 3 停表 擺長(zhǎng) 控制變量法 3 實(shí)驗(yàn)完成后 該同學(xué)用質(zhì)量為20g和50g兩個(gè)小鐵球 分別制成擺長(zhǎng)為80cm和100cm的兩個(gè)單擺 根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)結(jié)論可推測(cè) 這兩個(gè)單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間應(yīng)分別是 s和 s 2 0 1 8 解析 1 因?yàn)橐骄繂螖[來(lái)回?cái)[動(dòng)一次所用的時(shí)間跟哪些因素有關(guān) 故需有測(cè)量時(shí)間的工具 故還缺少停表 2 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 在擺動(dòng)幅度 質(zhì)量變化 擺長(zhǎng)不變時(shí) 來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間不變 只有擺長(zhǎng)改變了 來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間才改變 所以單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間只與擺長(zhǎng)有關(guān) 與小球質(zhì)量和擺動(dòng)幅度無(wú)關(guān) 研究任意一個(gè)因素和來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí)間的關(guān)系時(shí) 一定保證其他因素不變 這種探究方法是控制變量法 3 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 來(lái)回?cái)[動(dòng)的時(shí)間與擺長(zhǎng)有關(guān) 與小球的質(zhì)量和擺動(dòng)幅度無(wú)關(guān) 所以80cm和100cm的兩個(gè)單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間應(yīng)分別是1 8s和2 0s 例8下面是小明和他的學(xué)習(xí)小組一起做的探究籃球反彈性能的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)按照要求填空 猜想與假設(shè) 猜想一 可能與籃球的材質(zhì)有關(guān) 猜想二 可能與籃球的 寫(xiě)一個(gè) 有關(guān) 制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 在探究猜想一時(shí) 他們只選擇材質(zhì)不同 其他因素都相同的籃球 設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案 方案一 其他條件都相同 用力向下拍不同的籃球 觀察比較它們反彈后的高度 核心素養(yǎng) 充氣情況 方案二 其他條件都相同 讓不同的籃球從同一高度自由下落 觀察比較它們反彈后的高度 方案三 其他條件都相同 使不同的籃球反彈到相同的高度 觀察比較它們所需自由下落的高度 評(píng)估與交流 1 按照方案一探究 其不足之處是 很難控制向下拍的力相同 2 按照方案二探究 籃球反彈后的高度越高 反彈性能就越 填 強(qiáng) 或 弱 像這種用反彈的高度來(lái)表示籃球反彈性能強(qiáng)弱的方法 在物理學(xué)上 我們稱之為 3 按照方案三探究 籃球所需自由下落的高度越高 反彈性能就越 填 強(qiáng) 或 弱 強(qiáng) 轉(zhuǎn)換法 弱 解析 猜想與假設(shè) 根據(jù)實(shí)際 籃球的反彈性能還可能與籃球的充氣情況 質(zhì)量 大小等因素有關(guān) 評(píng)估與交流 1 方案一 其他條件都相同 用力向下拍不同的籃球 在用力向下拍籃球時(shí) 很難控制向下拍的力相同 2 籃球能夠反彈的高度越高 說(shuō)明其彈性越好 實(shí)驗(yàn)中用反彈的高度來(lái)表示籃球反彈性能的強(qiáng)弱 在物理學(xué)上稱之為轉(zhuǎn)換法 3 反彈到相同的高度 籃球所需自由下落的高度越高 說(shuō)明籃球的反彈性能越弱