科学探究专题

例 8 ．为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，
某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一
水平沙面上，进行了三组实验，并记录了有关数据 如表一、表二、表三所示，实验时，他仔细观察沙 面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹 陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，
第三组凹陷程度最小。
表一
(1) 甲同 学设 计 了如 图 的实 验 电路 图 ，得 到 一致认 同 ． 在 选 用 定 值 电 阻 Ro 时 引 起 争 议 ， 甲 认 为 选 R01(0.1Ω)，乙认为选R02(1000Ω)，你认为应选用 R02 ， 其理由是：① 如果选R01(0.1Ω)，电路 ， 中电流将超出电流表量 程，损坏电流表 如果选R03(1000Ω)，只闭合S1时， ② 电路中电流太小，电流表指针偏 ． 转不明显。
收热量的多少可能与物质的种类、质量和升高的温 度有关．为了探究物体温度升高吸收热量的多少与 物质的种类的关系，我们应计划： 用相同的电加热器给液体加热，让 相同 质量 的 不同 液体升高 相同 的温度，然后比较它 们吸收热量的多少． 请设计一个实验记录表格．
组别 液体 质量/g 升高的温度/℃ 加热时间/min ① ②
(1)根据实验数据，在图乙 中画出弹簧长度L与拉力 F的函数关系图像 。 (2)分析实验结果，你认为 小华的猜想正确吗?说出 你的理由．
答：小华的猜想不正确。弹簧的长度跟受到的拉力不成 正比。正确的结论是，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比。 实验次数 拉力F／N 弹簧长度L／cm １ 0 8 ２ 0.5 10 ３ 1.0 12 ４ 1.5 14 ５ 2.0 16 ６ 2.5 18
有关控制变量的具体做法的几个典型例子： ３．在探究电流与电阻的关系时，如何控制定值 电阻两端的电压相同？
调节滑动变阻器． ( 若定值电阻由小阻值换成 大阻值，则应调节滑动变阻器，使变阻器接入电 路的电阻变大）
４．在探究电流做功的大小与电压的关系时，如 何控制电流相同？在探究电流做功的大小与电流 的关系量，如何控制电压相同？ 用电器串联，电流相同； 用电器并联，电压相同．
20
0.84
五、分析与论证
1.能初步描述实验数据或有关信息。 2.能对收集的信息进行简单的比较。 3.能进行简单的因果推理。
4.经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。
5.尝试对探究结果进行描述和解释。
6.认识分析论证在科学探究中是必不可少的。
例７．小华看到：弹簧受到的拉力越大，它的长度
就越长．于是他提出猜想：“弹簧的长度跟受到的 拉力成正比．”为了验证自己的猜想，他设计了如 图所示的实验．通过逐个加挂钩码，使弹簧受到的 拉力 F1 、 F2 、 F3…… 逐渐增大，记下每次弹簧的长 度L1、L2、L3……其实验数据如下表：
③换用铁块重复上述步骤，用弹簧测力计测出铁 块浸没在水中受到的浮力F浮2＝ G2－F2
④整理器材。 (3) 比较 F 浮 1 和 F 浮 2 的大小，如果相等，则浮力与重力 无关；如果不相等，则浮力与重力有关。
例4． 现有各种规格的不锈钢丝和铜丝．请你设计实
验研究方案，比较不锈钢和铜这两种材料的导电性 能． (1)实验研究中对不锈钢丝和铜丝的选取有什么要求? (2)你用什么方法显示材料的导电性能 ?(写出所需要的 实验器材、画出电路图、写出实验步骤、可能出现的 现象和结论)
4.能思考别人的意见，改进自己的探究方案。
5.有团队精神。
6.认识科学探究中必须有合作精神。
例11.下面是某同学拟出的一份实验报告，试回答下列问题。
实 验
实验目的 Rx＝U／I
报 告
测量电阻Rx的阻值
实验原理 及电路图
（1）按照电路图连接电路，调节变阻器的滑片P至 阻值最大的位置。 实验步骤 （2）闭合开关S，读出电压表和电流表示数。 （3）根据测得的电压、电流值计算Rx。 电压（V） 电流（A） 电阻（Ω） 实验记录 2.8 0.4 实验讨论
例10．下面是某次两位同学合作完成的实验．
实验目的：测定一段金属丝电阻(约10Ω)． 实 验 器 材 ： 电 源 (3V) ； 定 值 电 阻 3 个 R01(0.1Ω) 、 R02(10Ω) 、 R03(1000Ω) ；电流表 1 只 ( 只有 0 ～ 0.6A 量程 能使用)；单刀开关2个；若干导线．
四、进行实验与收集证据
1.能通过观察和实验收集数据。 2.能通过公共信息资源收集资料。 3.尝试评估有关信息的科学性。
4.会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。
5.会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据。收集数据对科学探究的重要性。
例５．根据生活经验，我们猜想：物体温度升高吸
(2)请你任选器材，设计一种不同于上面两位同学设 计的测量电路，并画出电路图．并比较两个电路图， 说一说你设计的电路的优点． 我设计的电路的优点： ①可以起到保护电路的作用。 ②能多次测量求平均值，减小 误差。
七、交流与合作
1.能写出简单的探究报告。 2.有准确表达自己观点的意识。 3.在合作中注意既坚持原则又尊重他人。
将体积相同的水和酒精分别装入两个相同的烧杯中， 然后将它们放置在同一房间（相同环境）里。过了一 段时间，他观察到酒精液面明显低于水的液面。试根 据这个蒸发快慢的现象，提出一个相关的问题。
答：液体蒸发快慢与液体的种类是否有关？
二、猜想与假设
1.根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。
2.对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
三、制定计划与设计实验
1.明确探究目的和已有条件，经历制定计划与设计实验的 过程。
2.选择科学探究的方法及所需要的器材。
3.考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识。
例３． (2004．辽宁大连)在探究“浮力的大小与哪些
因素有关”的实验中，某同学猜想：浮力大小可能与 液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体 重力的大小有关。 请你设计一个方案，探究“浮力的大小与物体的重力 大小是否有关”．
（1）本实验报告不完整，应添上的基本项目是： ①
实验器材
②
实验结论
。
（2）从实验步骤看，主要缺陷是 没有多次测 ；因 量求平均值 而测量结果Rx＝ ７Ω 不够精确。 （3）滑动变阻器在本实验中所起的作用是： ① 保护电路 ② 改变待测电阻两端的电压和通过的电流， 以便多次测量求平均值。
(3)请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象， 可归纳得出什么结论?
当压力与受力面积的比值相同时，压力的作用效果相同． 压力与受力面积的比值越大，压力的作用效果越明显．
六、评估
1.有评估探究过程和探究结果的意识。 2.能注意假设与探究结果间的差异。 3.能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。
4.尝试改进探究方案。
5.有从评估中吸取经验教训的意识。
6.认识评估对科学探究的意义。
例 9 ． 老 师 取 出 两 只 烧 杯 ， 内 盛 清 水 和 盐 水 (ρ 盐 水
=1.1g/cm3) ，一块体积为 10 ｃｍ 3 的石块，一只分度值 为0.1Ｎ、量程为5Ｎ的弹簧测力计，要求同学们利用浮 力的原理，区分出两只烧杯中各装何种液体。
例２．在“用电压表测电压的实验” 中，晓聪同学先测得电池组两端电压 为3.0V，然后将两只灯泡 L1、 L2并联 在电池的两端，测得L1、L2两端电压 U1、U2均为2.5V，如图所示．并联的 两个灯泡的电压小于 3.0V， 0.5V的电 压哪儿去了呢 ? 请你就此问题提出合 理的猜想．
答：电池的内部可能有电阻，这个内电阻在电路 中分得了一部分电压。
实验提供如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯各一个， 水、盐水、细线适量，一大块橡皮泥，体积相同的铜 块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块。
(1)从给定的器材中选出你需要的器材。
(2)实验步骤． (3)根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论。
(1) 实验器材：弹簧测力计、烧杯、水、细线、体积 相同的铜块和铁块。 (2)实验步骤： ①用细线把铜块拴在弹簧测力计下，测出其重力G1 ②将铜块浸没在水中称，记下测力计示数F1，求出 铜块受到的浮力F浮1＝ G1－F1
例６．小华同学在测
定食用色拉油的密度的 实验中，其方法步骤完 全正确，图中显示的是 他测量的相关数据，请 帮小华填写表中空白的 测量值和数据．
烧杯和 倒出适量油 油的总 后烧杯和油 质量(g) 的总质量(g) 倒出油的 质量(g) 倒出油的 油的密度 体积(cm3) (g／cm3)
33.8
17
16.8
表二
表三
序 压力 受力面积 号 （N） （cm2) 1 6.0 10 2 9.0 15 3 12 20
序 压力 受力面积 号 （N） （cm2) 4 3.0 10 5 4.5 15 6 6.0 20
序 压力 受力面积 号 （N） （cm2) 7 3.0 20 8 4.5 30 9 6.0 40
(1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象， 可得出的初步结论是什么? 当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显． 1、6、9 (2)分析比较实验序号 ________________ ，可得出的初步结论是： 当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
科学探究专题
科学探究过程包括以下要素：
1．提出问题 2．猜想与假设 3．制定计划与设计实验 4．进行实验与收集证据 5．分析与论证
6．评估 7．交流与合作
一、提出问题：
1.能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学 有关的问题。 2.能书面或口头表述这些问题。
例1．小明为了研究液体蒸发快慢与哪些因素有关，
王明同学想：只要测出石块的重力Ｇ，测出石块浸没 液体中后弹簧测力计的示数Ｆ，就可以计算出液体的密 度，区分出清水和盐水。你认为行吗？请说出你的理由； 如果不行，请说出你的改进方法。 ( 计算时取 g=10N/kg)