1.4 尝试科学探究
学习目标 1. 了解科学探究的过程和一般步骤。 2. 经历科学探究，获得对科学探究过程的一般性认识，领悟科学探究的几个重要环节，在科学探究过程中挖掘探究能力。特别是抽象和假设检验的能力，了解科学探究的一个基本方法——控制变量法。 3. 通过科学探究活动的亲身参与，养成对科学的热爱，增强探究科学的兴趣，乐于参与到科学探究活动中去，能实事求是地记录实验数据，并根据实验数据提出自己的独特见解，有与他人合作和进行交流的愿望。
任务一 探究摆的奥秘
活动1：提出问题
钟摆来回摆动的快慢是由什么因素决定的？
活动2：猜想与假设
(1)猜想一：钟摆摆动的快慢可能与摆锤的 有关，你的依据是 ;
(2)猜想二：钟摆摆动的快慢可能与摆的 有关，你的依据是 ;
(3)猜想三：钟摆摆动的快慢可能与摆偏离的 有关，你的依据是 。
活动3：设计实验与制订方案
实验思路：可以用细线系上小球代替钟摆简化实验装置。摆动的快慢跟多个因素有关，每次实验应只改变其中一个因素，保证其他因素相同，这就是控制变量法。摆动一次的时间比较短，测量不方便，可以采用累积法，测量摆动20次的总时间，再除以摆动次数即为摆动一次的时间。
活动4：获取与处理信息
第一组：用相同长度的细线，分别挂上同样大小的铜球和铝球做实验，如图甲所示。
第二组：对同一个小球，用不同长度的细线悬挂进行实验，如图乙所示。
第三组：对同一个小球，用相同长度的细线悬挂，改变摆偏离的角度大小，如图丙所示。
活动5：分析与论证
(1)悬线长度和摆角相同时，铜球和铝球摆动一次所需的时间相同，所以摆球摆动的快慢与摆球的 无关。
(2)摆球的轻重(材料)和摆角相同时，悬线越长，摆球摆动一次需要的时间越长，所以摆球摆动的快慢与 有关。
(3)摆球的轻重(材料)和悬线长度相同时，不同的摆角，摆球摆动一次需要的时间相同，所以摆球摆动的快慢与 无关。
实验结论：摆线长度相同时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重(材料)以及摆动的角度大小无关。摆球摆动一次的时间只与摆线的长短有关；摆线越长，摆球的摆动越慢。
活动6：评估与反思
(1)多次实验的目的：使结论更具有普遍性。
(2)钟摆的摆动快慢可能与它所处的地点有关。
【应用1】如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想：秋千往返一次的时间是否与绳长有关？
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千，如图乙所示，悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如表所示。
实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动10次的总时间t总/s 小球往返摆动一次的时间t/s
1 60.0 15.8 1.58
2 80.0 18.1 1.81
3 100.0 20.0 2.00
【解释】同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 。由此可知，秋千未坐人时(如图甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、 和 。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动10次的总时间，再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 。
A. 物理书中一张纸的厚度
B. 一支铅笔的长度
C. 一首歌演唱的时间
②采用这种方法的目的是减小测量的 。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千，有时站着，有时坐着。由此合理猜想，演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着比站着往返一次的时间更 。(温馨提示：杂技动作，请勿模仿)
特别提醒：应用控制变量法：探究摆长长短对秋千往返一次所用时间的影响时，控制悬线和竖直方向的夹角不变；所需的测量工具有量角器、刻度尺、秒表；此实验中多次测量求平均值可以减小误差。
任务二 科学探究的过程
阅读课本P20～P23，回答下列问题。
问题1： 是进行科学探究的第一步。
问题2：牛顿说过，没有 ，就不会有伟大的发现。在科学探究中，猜想与假设是以自己的 和 为基础作出的一种试探性解释。
问题3：科学探究的过程是由提出问题、 、设计实验与制订方案、 、 、评估与反思、交流与合作等要素组成。其中 是贯穿整个过程不可缺少的重要因素。
【应用2】冬天，为了取暖，小明屋里开了个“小太阳”电暖气，一段时间后不热了，但是屋子里其他用电器仍正常工作，他想可能是电暖气里面的发热体烧坏了，可能是开关坏了，也可能使用了定时功能，这属于科学探究中的哪一个环节( )
A. 提出问题
B. 猜想与假设
C. 分析与论证
D. 交流与合作
6/61.4 尝试科学探究
学习目标 1. 了解科学探究的过程和一般步骤。 2. 经历科学探究，获得对科学探究过程的一般性认识，领悟科学探究的几个重要环节，在科学探究过程中挖掘探究能力。特别是抽象和假设检验的能力，了解科学探究的一个基本方法——控制变量法。 3. 通过科学探究活动的亲身参与，养成对科学的热爱，增强探究科学的兴趣，乐于参与到科学探究活动中去，能实事求是地记录实验数据，并根据实验数据提出自己的独特见解，有与他人合作和进行交流的愿望。
任务一 探究摆的奥秘
活动1：提出问题
钟摆来回摆动的快慢是由什么因素决定的？
活动2：猜想与假设
(1)猜想一：钟摆摆动的快慢可能与摆锤的 轻重 有关，你的依据是 摆锤的质量越大，摆受到阻碍越大，摆的速度越小 ;
(2)猜想二：钟摆摆动的快慢可能与摆的 长短 有关，你的依据是 当摆钟走时不准确时，向上或向下调节钟摆下面的螺母位置，就能使摆钟走时准确，估计摆的长短会影响摆动的快慢 ;
(3)猜想三：钟摆摆动的快慢可能与摆偏离的 角度大小 有关，你的依据是 摆偏离的角度越大，摆动所用时间越长，速度越小 。
活动3：设计实验与制订方案
实验思路：可以用细线系上小球代替钟摆简化实验装置。摆动的快慢跟多个因素有关，每次实验应只改变其中一个因素，保证其他因素相同，这就是控制变量法。摆动一次的时间比较短，测量不方便，可以采用累积法，测量摆动20次的总时间，再除以摆动次数即为摆动一次的时间。
活动4：获取与处理信息
第一组：用相同长度的细线，分别挂上同样大小的铜球和铝球做实验，如图甲所示。
第二组：对同一个小球，用不同长度的细线悬挂进行实验，如图乙所示。
第三组：对同一个小球，用相同长度的细线悬挂，改变摆偏离的角度大小，如图丙所示。
活动5：分析与论证
(1)悬线长度和摆角相同时，铜球和铝球摆动一次所需的时间相同，所以摆球摆动的快慢与摆球的 轻重(材料) 无关。
(2)摆球的轻重(材料)和摆角相同时，悬线越长，摆球摆动一次需要的时间越长，所以摆球摆动的快慢与 悬线的长短 有关。
(3)摆球的轻重(材料)和悬线长度相同时，不同的摆角，摆球摆动一次需要的时间相同，所以摆球摆动的快慢与 摆角大小 无关。
实验结论：摆线长度相同时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重(材料)以及摆动的角度大小无关。摆球摆动一次的时间只与摆线的长短有关；摆线越长，摆球的摆动越慢。
活动6：评估与反思
(1)多次实验的目的：使结论更具有普遍性。
(2)钟摆的摆动快慢可能与它所处的地点有关。
【应用1】如图甲所示是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想：秋千往返一次的时间是否与绳长有关？
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千，如图乙所示，悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如表所示。
实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动10次的总时间t总/s 小球往返摆动一次的时间t/s
1 60.0 15.8 1.58
2 80.0 18.1 1.81
3 100.0 20.0 2.00
【解释】同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的 夹角 不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越 长 。由此可知，秋千未坐人时(如图甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、 刻度尺 和 秒表 。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动10次的总时间，再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 A 。
A. 物理书中一张纸的厚度
B. 一支铅笔的长度
C. 一首歌演唱的时间
②采用这种方法的目的是减小测量的 误差 。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千，有时站着，有时坐着。由此合理猜想，演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着比站着往返一次的时间更 长 。(温馨提示：杂技动作，请勿模仿)
特别提醒：应用控制变量法：探究摆长长短对秋千往返一次所用时间的影响时，控制悬线和竖直方向的夹角不变；所需的测量工具有量角器、刻度尺、秒表；此实验中多次测量求平均值可以减小误差。
任务二 科学探究的过程
阅读课本P20～P23，回答下列问题。
问题1： 提出问题 是进行科学探究的第一步。
问题2：牛顿说过，没有 大胆的猜测 ，就不会有伟大的发现。在科学探究中，猜想与假设是以自己的 经验 和 知识 为基础作出的一种试探性解释。
问题3：科学探究的过程是由提出问题、 猜想与假设 、设计实验与制订方案、 获取与处理信息 、 分析与论证 、评估与反思、交流与合作等要素组成。其中 交流与合作 是贯穿整个过程不可缺少的重要因素。
【应用2】冬天，为了取暖，小明屋里开了个“小太阳”电暖气，一段时间后不热了，但是屋子里其他用电器仍正常工作，他想可能是电暖气里面的发热体烧坏了，可能是开关坏了，也可能使用了定时功能，这属于科学探究中的哪一个环节( B )
A. 提出问题
B. 猜想与假设
C. 分析与论证
D. 交流与合作
解析：电暖气使用一段时间后不热了，小明作出了三种猜想：可能是电暖气里面的发热体烧坏了，可能是开关坏了，也可能使用了定时功能，属于猜想与假设，故A、C、D不符合题意，B符合题意。
特别提醒：根据科学探究的基本过程并结合题意进行分析判断。设 环节。
6/6
