1、1.4 尝试科学探究知识点 1 用控制变量法探究摆的奥秘1.(2016山东枣庄校级自主招生) 小芳对初二物理科学之旅中“伽利略对摆动的研究”非常感兴趣,于是利用如图所示的装置进行实验。她测出了摆球摆动 30 次所用的时间,进而算出摆球摆动一次所用时间。针对摆球摆动一次所用的时间与哪些因素有关这一问题,她提出了以下猜想:A.可能与摆球质量有关;B.可能与摆线的长短有关;C.可能与摆角的大小有关。她利用以下器材质量不同的两个小钢球、长度不同的两根细线、一个铁架台、一个停表、一把刻度尺、一只量角器等,进行了以下四次实验。次数摆线长L/m摆球质量m/g摆角/摆动一次的时间 t/s1 1 20 3 22
2、 1.4 20 3 2.43 1.4 20 5 2.44 1.4 30 5 2.4(1)由 1、2 两次实验,可验证猜想 B (填猜想前的字母), 结论是当摆球质量、摆角一定时,摆长越长,摆动一次所需的时间越长 。 (2)由 2、3 两次实验,可验证猜想 C。 (3)由 3、4 两次实验,可验证猜想 A。 知识点 2 科学探究的基本环节2.1 元硬币的外观有银白色的金属光泽,一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时,有同学提出:“我们可以先拿磁铁来吸一下。 ”就“拿磁铁来吸一下” 这一过程而言 ,属于科学探究中的( A )A.实验 B.假设 C.观察 D.作评估3.在“比较物质的硬度” 时,一些
3、同学认为“ 塑料的硬度比石蜡的硬度大 ”。在讨论过程中,有同学提出:“我们可以拿铁钉用相同的力在塑料和石蜡上划一下,比较留下的划痕深浅”,这时,有位同学手拿铁钉分别在塑料和石蜡上各划一下。就“有同学提出:我们可以拿铁钉用相同的力在塑料和石蜡上划一下,比较留下的划痕深浅”这一环节而言,属于科学探究中的 (D )A.分析与论证 B.进行实验与收集证据C.猜想与假设 D.制定计划与设计实验4.水果中插入两片金属片,可以制成一个水果电池,小华认为它供电的多少可能与水果的种类有关,于是,他将几个不同的水果中插入两片金属片给小灯泡供电,观察小灯泡的亮度,就“小华将几个不同的水果中插入两片金属片给小灯泡供电
4、,观察小灯泡的亮度”这一环节而言,属于科学探究中的(C )A.提出问题 B.猜想假设C.进行实验 D.分析论证考点 1 科学探究的过程5.(2015福建长乐期中)科学探究的第一步通常应该是 (C )A.制定实验计划 B.猜想与假设C.发现并提出问题 D.进行实验和收集证据6. 导学号 19484007(2015山东长清期中) 科学探究一般包括“提出问题”“猜想假设”“ 设计实验”“进行实验”“分析论证”“评估交流”等几个环节。在进行积木搭建的活动中,一位同学发现积木的体积越大,质量越大,于是他认为:积木的质量与体积成正比。并利用天平和刻度尺进行相关测量。对于“他认为:积木的质量与体积成正比。
5、”这一过程,属于科学探究中哪一个环节(A )A.猜想假设 B.设计实验C.进行实验 D.分析论证考点 2 利用控制变量法进行探究实验7.小明观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的琴弦振动时,猜想:即使在弦张紧程度相同的条件下,发声音调的高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是他想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确,下表是他在实验时控制的琴弦条件。编号琴弦材料琴弦的长度/cm琴弦的横截面积/mm2A 铜 40 0.5B 尼龙丝 40 0.5C 尼龙丝 30 0.5D 钢 20 0.3E 钢 20 0.7(1)如果想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系,你认为他应该选用表中编号为 D、E 的弦(只填写
6、字母代号)。 (2)想探究弦的音调与弦的长度的关系应选 B、C ,想探究弦的音调与弦的材料的关系应选 A、B 。本题的探究实验所用的方法叫做控制变量 法。 8.(2016北京海淀区一模)我们常常会遇到乒乓球被压瘪的现象。将压瘪的乒乓球放在热水中,如图甲所示。过一会儿,乒乓球就恢复了原状,如图乙所示。(1)请根据上述现象提出一个可探究的科学问题:气体的压强与温度有关吗? 。 (2)你提出的上述问题中,因变量是气体的压强 。 (3)针对你提出的问题,写出你的猜想:气体的压强与温度有关 。 你猜想的依据是:乒乓球鼓起来应是球内气压的作用 ,在热水中球鼓起来,表明在热水中球内的气压变大了 。 9. 导
7、学号 19484008(2016江苏扬州中考)某兴趣小组将一张硬卡片对折 ,在开口的一边剪两个小豁口 A 和 B,然后套上橡皮筋,做成了一个会跳的卡片(如图所示) 。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关 ,该兴趣小组提出了如下猜想:A.与卡片的质量有关B.与橡皮筋的形变量有关C.与橡皮筋的条数有关为了验证猜想,小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。(1)小明将图中的卡片反过来,把它放在桌面上用手向下压 ,使橡皮筋伸长,迅速松开手,观察到的现象是卡片被弹起 ,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功 ,因此它具有弹性势能。 (2)探究跳起高度与质量是否有关,应选择质量不同的卡片
8、 ,控制其他实验条件相同。操作中将卡片反过来,每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同 。 (3)探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关,请你为该小组提供使橡皮筋的形变量不同的两种方法 :换用粗一点的橡皮筋 ; 换用短一点的橡皮筋 。 10.意大利科学家伽利略到教堂去做礼拜,无意中他看见一盏连在教堂顶上的吊灯在不停地摆动。这是很多人都看到过的极其平常的现象。但没有人像他那样凝视出神。因为他发现尽管吊灯摆动的幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。他想,脉搏是均匀跳动的,可以用来计时。于是他一面按着脉搏,一面注视着灯的摆动。不错,灯每次往返摆动的时间基本相同,这时他又产生了一个疑问:
9、假如吊灯摆动的幅度大一些,它每次摆动的时间还一样吗?伽利略把铁块固定在绳的一端挂起来,再把铁块拉到不同高度让它开始摆动,仍用脉搏细心测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。这个实验结果证明他的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”。这就是物理学中摆的等时性原理。后来,人们对摆动继续深入研究。多年以后,荷兰物理学家惠更斯进一步发现了摆的周期与摆长间的数学关系,并据此发明了钟表。阅读以上材料,请同学们一起讨论下面几个问题:(1)伽利略通过观察,发现了什么值得注意的现象?(2)伽利略是怎样提出问题的,并提出了什么猜想?(3)伽利略怎样证实了自己的猜想?(4)科学家对摆动规律的探究经历了怎样的过程?答案 (1)吊灯每一次摆动的时间似乎相等。(2) 假如吊灯摆动的幅度大一些 ,它每次摆动的时间还一样吗?他的猜想是:不论摆动幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的。(3) 伽利略以实验验证了自己的猜想。做法是:把铁块固定在绳的一端挂起来,再把铁块拉到不同高度让它开始摆动,仍用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。(4)经历的探究过程是: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得出结论。
