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第一章 走进物理世界
1.4 尝试科学探究
学习目标
栏目导航
新课导入
课程讲授
课堂小结
当堂评价
学习目标
物理观念：知道学探究的一种基本方法---控制变量法。
科学思维：会根据科学探究的一般过程和步骤设计、分析实验。
科学探究：经历科学探究的一般过程和步骤,培养学生科学探究的意识和动手实践的能力。
科学态度与责任：培养学生实事求是的科学精神,培养学生探究并总结物理规律并应用于解决生活中的实际问题的能力。
观看“神奇的摆”。
新课导入
同学们常用的手表、闹钟等有没有不准的情况发生？
虽然现在有各种钟表，但是人类最早的钟表是利用机械装置做成的。最典型的时钟就是摆钟。
小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下，摆钟走时就准了。
哇，真厉害！怎么拧几下走时就准了
一、探究摆的奥秘
课程讲授
科学的核心是探究，学习物理就要学会探究。
结合所说的“摆钟”的课例，我们来探究“摆”的奥秘。
一、提出问题
对这个现象，你能提出什么问题？
一、提出问题
这个摆来回摆动一次所需的时间由什么决定呢
提出问题有时比解决问题更重要。
提出一个问题，往往比解决一个问题更重要
------爱因斯坦
善于观察
勇于提问
勤于思考
联系实际
2、想一想：你能提出哪些问题？
透过盛水的酒杯看景物
1、仔细观察，你看到了什么？
观察密封在罩中长短蜡烛的燃烧
观察密封在罩中长短蜡烛的燃烧
1、你能提出问题吗？
2、你能假设或猜想问题的原因吗？
3、活动中，谁是问题研究的对象？
二、猜想与假设
没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。
试问：猜想和假设一定是正确的吗？
没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。因此猜想与假设的意义并不于它是否正确。
猜想不是胡思乱想，它是以自己的经验和知识为基础的一种试探性的解释。
摆的长短
摆角的大小
摆锤的轻重
这个摆来回摆动一次所需的时间由什么决定呢
摆钟所处的地理位置
其它……
烧瓶里的金鱼
烧瓶里的金鱼
1、如果用火对着烧瓶颈部加热，
你想提出什么问题呢？
2、你能假设或猜想问题的原因吗？
3、如果把酒精灯放在烧瓶的底部加热，金鱼又会怎样呢？为什么？
方案应针对探究目的，实验应注意选择器材。
对摆钟进行简化，用一根不可伸长的细线悬挂一个砝码代替钟摆，根据提出的几个可能的假设进行实验设计。
三、设计实验与制定方案
用一根细线悬挂一个小球来代替摆钟的摆，研究这个摆摆动的规律。
铁架台
细线
小球
刻度尺
简化法
摆线短
摆线长
铝球
铜球
第一组
第二组
为什么要这样设计？
方法规律：
在实验探究过程中，要想探究一个变量，必须控制其他的变量不变，这种研究问题的方法，叫做控制变量法。
实验前指导：
1、在实验过程中涉及到时间测量问题。可有两种方法：一是测量单摆摆动一次所用的时间，然后进行比较（直接测量）；另一个是测量单摆在摆动同样多的次数所用的时间，然后进行比较（间接测量）。哪一种方法好？
如果采用第一种直接测量的方法误差比较大，而第二种间接测量的方法误差较小，一般采用第二种方法。
2、实验时，要严格按照实验步骤进行操作，操作中应注意观察，把观察到的重要现象和数据记录下来。数据的记录要尊重事实，不可拼凑，不可杜撰。
探究摆动快慢是否与摆球的轻重有关。使用两个摆装置，在其它条件相同的情况下（如细线长，偏离角度），改变球的轻重，观察两组摆摆动的快慢是否一致。
第一组
铝球
铜球
四、获取与处理信息
1. 探究摆动快慢与摆球的轻重是否有关
铝球
铜球
20
10
时间/t
摆动次数
小球种类
9
9
18
18
2. 探究摆动快慢与摆线的长短是否有关
摆线短
摆线长
使用两个摆装置，在其它条件相同的情况下（摆球的轻重，偏离角度），改变摆线的长短，观察两组摆摆动的快慢是否一致。
160
80
20
10
时间/t
摆动次数
摆线长/c m
18
25
36
50
2. 探究摆动快慢与摆线的长短是否有关
摆角小
摆角大
3. 探究摆动快慢与摆角的大小是否有关
使用两个摆装置，在其它条件相同的情况下（摆球的轻重，摆线的长短），改变摆角的大小，观察两组摆摆动的快慢是否一致。
60
30
20
10
时间/t
摆动次数
摆动角度
9
9
18
18
（3）探究摆动快慢与摆角的大小是否有关
分析实验数据，你能得出什么结论？
方法：
比较哪些条件相同，哪些条件不同，比较这些数据可以得出什么结论。
五、分析与论证
1. 探究摆动快慢与摆球的轻重是否有关
铝球
铜球
20
10
时间/t
摆动次数
小球种类
9
9
18
18
结论：悬线长度和摆角的大小相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重无关。
160
80
20
10
时间/t
摆动次数
摆线长/c m
18
25
36
50
2. 探究摆动快慢与摆线的长短的是否有关
结论：摆角的大小和摆球的轻重相等时，摆球的摆动快慢与摆线的长短有关；悬线越长，摆球的摆动起越慢。
60
30
20
10
时间/t
摆动次数
摆动角度
9
9
18
18
结论：悬线长度和摆球的轻重相等时，摆球的摆动快慢与摆角的大小无关。
3. 探究摆动快慢与摆角的大小是否有关
五、分析与论证：通过分析实验现象及有关实例，检验猜想与假设的正确与否，并对猜想与假设进行修正、发展，或对大量的实例证据进行分析比较、归纳，最后得出一定的科学结论。
结论：
摆的摆动快慢与摆长有关，
摆线越长,摆球的摆动越慢。
而与摆重、摆角大小无关。
——摆的等时性原理
探究结论是否可靠，要进行反思。反思主要从以下几个方面来开展：
（1）方案是否需要改进？
（2）过程是否合理，实验数据是否准确？
（3）怎样能够使误差更小？
（4）结论与生活经验是否符合，有没有需要进一步探究的问题？
（5）哪些实验前没有考虑到的因素可能对实验产生影响？
六、评估与反思
七、交流与合作
（1）以组为单位讨论归纳交流科学探究的基本环节和流程。
（2）交流实验过程中遇到了哪些困难，是怎样解决的，有什么经验和教训等等。
（3）形成简单的探究报告，并相互交流，以便能取长补短，改进探究的成果，进行推广与应用。
趣谈科学探究
哥哥,我要吃糖!
被爸爸放在
哪里了
可能在爸爸的床下!
可能在橱柜里!
提出问题
猜想与假设
设计方案与制定计划
获取与处理信息
哥,我们再想想办法!
分析与论证、评估与反思
都没有啊！
课堂练习
1.关于科学探究，下列说法中错误的是（　　）
A．善于发现问题，提出问题是科学探究的第一步
B．没有猜想和假设，便不可能有科学的解释
C．实验数据不能说明任何问题，因为它包含着许多偶然因素
D．分析数据，加上集体讨论才有可能得出较为正确的结论
C
科学探究七要素
提出
问题
交流与合作
猜 想
与假设
评 估与反思
分 析
与论证
设计实验与制定方案
获取与处理信息
课堂小结
当堂练习
1. 科学探究要经历几个必要的步骤，科学家的研究发现也是如此，它们是：①提出问题，②　 　，③设计实验与制定方案，④　 　，⑤分析与论证，⑥评估与反思。
2. 伽利略因发现教堂房顶吊着的大灯来回地摇摆而想：吊灯的摆动有什么特点和规律呢？这属于我们科学探究七要素中的（　　）
A．猜想与假设 B．分析与论证
C．实验与收集证据 D．提出问题
猜想与假设
获取与处理信息
D
当堂练习
3. 2022年6月4日，小明从电视看到神舟十四号从酒泉卫星发射中心腾空而起，奔向太空的场景，他对爸爸说：火箭点火后底部产生大量的白气可能是泡沫。他这种说法属于（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设
C．设计实验与制定方案 D．评估与反思
B
4.在进行科学探究的过程中，下列做法正确的是（　　）
A．实验完成后要大胆地发表意见，重视交流与合作
B．经过实验得到的数据就是正确的，不需要对探究结果评估
C．没有经过观察和思考就随便提出问题，天马行空
D．观察提出问题后应该马上进行实验验证
5. 当你感觉浑身疼痛且发冷时，你用体温计测量体温。你采取这个措施的目的是（　　）
A．猜想与假设 B．获取与处理信息
C．提出问题 D．设计实验与制订方案
A
B
6. 小明在家中发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”，小明问自己为什么？想到可能是暖水瓶不保温，倒了一碗尝尝发现“烫”。又想到可能是因为房间的温度较高，将暖水瓶拿到屋外，看到很多“白气”。小明就倒了一碗尝尝属于科学探究中的哪个环节（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设
C．获取与处理信息 D．交流与合作
C
7. 当一位科学家通过实验宣称在某领域获得一项重要发现时，判断这一发现是否可信的最好理由是（　　）
A．该科学家是否为这一领域的权威
B．他人能否重复其实验并得到相同的结果
C．该实验报告撰写的详细程度
D．该领域其他科学家的意见
8. 关于科学探究，下列说法中错误的是（　　）
A．善于发现问题并提出问题是科学探究的第一步
B．实验室中利用器材可以重现自然界中的现象
C．实验数据不能说明任何问题，因为它包含着许多偶然因素
D．分析数据，加上集体讨论才有可能得出较为正确的结论
B
D
9. 在研究摆线长度对摆球的摆动快慢是否有影响时，实验中只能改变的是（　　）
A．摆幅 B．摆线的长度
C．摆球的质量 D．都应改变
10. 小明同学在做实验时，发现自己测得的数据跟老师的不一样，你认为他的做法错误的是（　　）
A．对老师的数据提出质疑
B．改动自己的数据，使之跟老师的数据一致
C．检查自己的实验方案是否合理
D．检查自己的实验过程是否有错误
B
C
11. 湿纸巾是常见的清洁用品，韧性是湿纸巾质量的一项重要指标，在比较不同品牌湿纸巾的韧性时，要获得最可信的结果，应采用的方案是（　　）
A．在湿纸巾销售人员中进行调查
B．比较商业广告中所描述的湿纸巾韧性
C．取不同品牌湿纸巾，用手拉一拉，感觉一下哪种韧性强
D．用不同种品牌的湿纸巾提重物，看看最多能提起多重的物体
D
12. 体育课上小华发现篮球落地后都会反弹，但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落，反弹的高度与哪些因素有关呢？小华与大家一起对这个问题进行了讨论，提出了不同的猜想。
猜想：
（1）篮球反弹的高度可能与球的型号有关。
（2）篮球反弹的高度可能与下落的高度有关。
（3）篮球反弹的高度可能与地面材料有关。
于是，小华用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木制地板上进行了实验。通过实验，得到的实验数据如下表：
实验序号 球的型号 下落高度/cm 地面材料 反弹高度/cm
A #7 120 木质 80
B #7 120 水泥 90
C #7 150 水泥 110
D #6 120 木质 80
①要验证猜想（2），需要选用实验序号为　 　的两组数据进行分析。
②通过他的实验数据，可得到的结论是：
篮球反弹的高度与　 　 和　 　有关；
篮球反弹的高度与　 　无关。
③本实验用到的科学研究方法是：　 　。
猜想：
（1）篮球反弹的高度可能与球的型号有关。
（2）篮球反弹的高度可能与下落的高度有关。
（3）篮球反弹的高度可能与地面材料有关。
实验序号 球的型号 下落高度/cm 地面材料 反弹高度/cm
A #7 120 木质 80
B #7 120 水泥 90
C #7 150 水泥 110
D #6 120 木质 80
B、C
下落高度
地面材料
球的型号
控制变量法

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