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1.3跨学科实践：降落伞
第一章 走进实验室
教科2024版物理八年级上册
情境导入
我们发现跳伞运动员除了能在空中作出各种动作的同时，他们在空中飞行的时间也有长短的区别。
针对这个现象，让我们像科学家一样去探究！
回顾思考：科学探究包含哪些环节？
科学探究的过程
1.提出问题
2.猜想与假设
3.设计实验、制订方案
4.进行实验、收集证据
5.得出结论、做出解释
6.交流、评估和反思
探究新知
知识点1 降落伞
1.降落伞：是一种使人或物从空中安全降落到地面的航空工具， 广泛用于航空航天和救援等领域。
伞衣
伞绳
悬挂物
常见的降落伞主要由伞衣、伞绳和安全保障装置组成。
知识点2 探究影响降落伞飞行时间的因素
1.提出问题：
降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关？
2.猜想与假设：
①可能与降落伞的形状有关
②可能与降落伞的面积有关
③可能与降落伞的材质有关
④可能与降落伞开始下落高度有关
……
3.设计实验、制订方案：
（1）选择合适的仪器
①不同面积、不同伞绳长度、不同形状、不同总重量的降落伞；
②刻度尺、皮卷尺；
③秒表或手表；
④天平或弹簧测力计。
不同的仪器有不同的量程和分度值，这是选择仪器的重要依据。
量程太小
不一定能测出要测得量
量程太大
分度值大，测量精度差
3.设计实验、制订方案：
（2）正确使用仪器
仪器使用前，应先把指针调整到零刻度处，这个过程叫作调零。若不能调零，则要记录初始读数，进行修正。
（3）研究测量技巧
对不规则的伞衣面积的测量可以采用数格法。
对不满一格而大于或等于半格的都算一格，小于半格的都舍去不计。
伞衣面积=总的格数×一个格的面积
长度的特殊测量方法
1.累积法
2.平移法
夹紧
3.化曲为直法
4.滚轮法
3.设计实验、制订方案：
（4）实验的基本方法：控制变量
猜想中，影响降落伞在空中滞留时间的因素有很多。
为此，在设计实验时，常用的方法是先考察其中一个因素对所研究问题的影响，而保持其他因素不变，这种方法叫控制变量法。
比如：研究降落伞的面积这个因素时，我们只改变降落伞的面积，而保持其他所有因素不变。
根据控制变量法，多次实验。
设计记录数据的表格：
实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间
1
2
3
4
5
6
4.进行实验、收集证据：
研究伞衣的面积对降落伞飞行时间的影响时，可取两个形状、绳长、伞的总质量相同，面积不同的降落伞，分别从相同的高度处下落。
用秒表记下他们下落的时间 t1 和 t2 。
比较大小 t1 和 t2 的大小。
以下是小明探究“影响降落伞飞行时间的因素”的实验数据记录表：
实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间
1 1m 圆形 0.5m2 3m 20g 3.67s
2 1m 圆形 1m2 3m 20g 5.82s
3 1m 圆形 1m2 3m 30g 4.91s
4 1m 正方形 1m2 3m 20g 5.81s
5 1.5m 正方形 1m2 3m 20g 5.83s
6 1.5m 正方形 1m2 6m 20g 9.24s
5.得出结论、做出解释：
实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间
1 1m 圆形 0.5m2 3m 20g 3.67s
2 1m 圆形 1m2 3m 20g 5.82s
3 1m 圆形 1m2 3m 30g 4.91s
4 1m 正方形 1m2 3m 20g 5.81s
5 1.5m 正方形 1m2 3m 20g 5.83s
6 1.5m 正方形 1m2 6m 20g 9.24s
结论：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与__________有关。伞的___________，伞在空中飞行的时间越______。
伞的面积
面积越大
长
实验次数 伞绳长度 伞衣的形状 伞衣的面积 降落的高度 降落伞总质量 降落伞的飞行时间
1 1m 圆形 0.5m2 3m 20g 3.67s
2 1m 圆形 1m2 3m 20g 5.82s
3 1m 圆形 1m2 3m 30g 4.91s
4 1m 正方形 1m2 3m 20g 5.81s
5 1.5m 正方形 1m2 3m 20g 5.83s
6 1.5m 正方形 1m2 6m 20g 9.24s
结论：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与__________有关。伞的___________，伞在空中飞行的时间越______。
伞的总质量
总质量越大
短
实验结论：
降落伞在空中滞留的时间与_________、 ___________ 、 ____________有关，而与_________和_________无关。
伞的面积
伞的总质量
伞的降落高度
伞的形状
伞的绳长
6.交流、评估和反思：
对实验的整个过程进行评价，看看是否存在不合理或者不科学的地方。
同学之间彼此交流，并把自己得出的结论和大家一起共享。
知识点3 降落伞比赛
各小组先介绍设计思路，再展示制作的降落伞，并测量降落伞在空中飞行的时间，最后由评委小组对各小组自制的降落伞的科学性、艺术性和空中飞行的时间进行综合评价。
知识点1 仪器的选择和正确使用
1.［2024·遵义月考］某物理兴趣小组的同学在实验室进行
“用刻度尺测量长度”的实验。
（1）实验中，兴趣小组的同学想要用教室中的几把刻度尺
测量门的宽度约为 ，他们应当选择___（填字母序号）
号刻度尺进行测量。
A. 量程为,分度值为 的木尺
B. 量程为,分度值为 的木尺
C. 量程为,分度值为 的木尺
C
（2）兴趣小组的同学选用另外一把量程、分度值均合适的
刻度尺测量物理课本的长度，测量前发现刻度尺的零刻度线
磨损，无法看清，但其他刻度线均无磨损且完整，兴趣小组
的同学______（填“可以”或“不可以”）使用这把刻度尺测量
出物理课本的长度。
可以
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知识点2 测量技巧
2.生物学家发现一只熊在雪地里留下的一串脚印，选取出这
只熊四脚着地停留时的脚印，图甲是其中的一个脚印。生物
学家在方格纸上描绘出该脚印的轮廓，如图乙所示。
已知图中每个小方格的面积均为 ，则图中脚印约占有
____个小方格，计算出该脚印的面积约为______ 。
（脚印轮廓所围小方格大于半格算一个，小于半格舍弃）
29
0.029
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知识点3 控制变量法
3.影响小球自由下落时间的因素可能有高度、形状、体积、
质量。实验小组的几名同学准备以下实验进行科学探究。
（1）如图所示，实验中探究的是小球自由
下落时间与______的关系，应采用的科学方
法是____________，应控制、 两小球的
__________________相同。
高度
控制变量法
形状、体积、质量
（2） 实验中要用到科学方法探究小球自由下落时
间与体积的关系，应将质量______、体积______的小球从
______高度释放。（均填“相同”或“不同”）
相同
不同
相同
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知识点4 实验探究——降落伞比赛
4.在降落伞比赛活动中，小利将活动中的具体数据进行了记
录（如表所示），用于探究降落伞在空中滞留的时间与哪些
因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题。
次 数 降落伞 的伞绳 长/ 降落伞 的形状 降落伞 的面积 / 降落伞的 总质量/ 降落伞 释放高 度/ 降落伞滞
留时间/
1 1 圆形 0.5 20 3 3.67
2 1 圆形 1 20 3 5.82
3 1 圆形 1 30 3 4.91
4 1 正方形 1 20 3 5.83
5 1.5 正方形 1 20 3 5.83
6 1.5 正方形 1 20 6 9.24
（1）同学们想：降落伞在空中滞留的时间与什么因素有关
呢？这属于科学探究的__________环节。大家认为：①与降
落伞的形状有关；②与降落伞的面积有关；③与降落伞的伞
绳长有关；④与降落伞的总质量有关。这属于科学探究的
____________环节。
提出问题
猜想与假设
（2）分析实验2、3数据可知，降落伞在空中的滞留时间和
降落伞的________有关。
（3）分析实验______数据可知，降落伞在空中的滞留时间
和降落伞的伞绳长______（填“有关”或“无关”）。
总质量
4、5
无关
（4）实验中用到的科学方法是____________。
（5） 影响降落伞在空中滞留时间的因素还可能
有______________________。（写出一种即可）
控制变量法
伞面材料（合理即可）
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（第5题）
5.为了比较活性炭和石英球对泥水的过
滤效果，小孙将摇晃均匀的一瓶泥水分
成相等的两份，准备了颗粒大小均匀的
四种材料：①活性炭、②石英球、③火
山石、④纳米球。首次实验，他在容器
里自下而上依次加入①、③、④三种滤
材，如图所示，将其中一份泥水全部倒
入过滤装置中，得到一杯过滤后的水A。
第二次实验，在容器里自下而上依次加
入____________（填写滤材序号），并
控制加入各滤材的______与第一次实验
相同，接下来应进行的操作是________
___________________________，得到
②、③、④
厚度
将另外一份泥水全部倒入过滤装置中
（第5题）
一杯过滤后的水B，若观察到_________
_____________________________，则
说明活性炭对泥水的过滤效果更好。
过滤后的水A比过滤后的水B更清澈透明
（第5题）
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（第6题）
6. 小李同学观看跳水比赛，
听主持人说平掌姿势（如图甲所示）
入水溅起的水花高度较小，他则认为
用双手合十的姿势（如图乙所示）入
水溅起的水花高度可能更小。查阅资料得知，物体从高处下
落至水面时溅起的水花高度可能与物体的质量、形状、入水
速度（主要与离水高度有关）以及入水方向有关。
（第6题）
（1）为探究哪种入水姿势更合理
（即溅起的水花高度与物体形状的关
系），他用橡皮泥制作了如图丙所示
的、 两个物体模拟平掌姿势与双手
质量
合十姿势，制作过程中应控制两物体的______相同。
（2）接下来他提起 物体从水面上方某一位置自由释放，记
录下水花溅起的最大高度 ，接下来的操作是
_______________________________________________，然
后___________________________。
（3）若________，则说明平掌姿势入水更合理。
提起物体在与物体相同的位置（高度）自由释放
记录水花溅起的最大高度
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7. 投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进
一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
【项目制作】经讨论后，利用配重、小石
块、木杆、细绳、网兜等器材，制成投石
器，如图。
【项目研究】 ①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快
速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度 ，记录投射距离，重复
实验，数据如表一。
表一
投石器测试
投射角度
投射距离/ 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
（1）小组同学探究的问题是____________
_____________________。
石块投射的距离与投射角度的关系
【点拨】分析表格一中的数据可知实验中
石块的质量不变，改变投射角度，探究投
射距离的变化。故探究的问题是石块投射的距离与投射角度
的关系。
（2）根据表中数据，可得出的结论是___________________
____________________________________________________
____。
石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小
【点拨】石块质量不变时，在一定范围内
石块的投射距离随投射角度的增大，先变
大后变小。
课堂小结
降落伞
探究影响飞行时间的因素
降落伞比赛
正确选择和使用仪器
控制变量法
科学探究过程
课后作业
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
谢谢观看！

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