物理探究(二)

1、中考物理专题探究中考物理专题探究第十三讲：物理探究（二）第十三讲：物理探究（二）主主 讲：孙讲：孙 雯雯单单 位：江苏省泰州中学附属初中位：江苏省泰州中学附属初中四、进行实验与收集证据四、进行实验与收集证据能力要求能力要求 范例范例 能力要求能力要求 会使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、会使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等简单的实验仪器；电压表、滑动变阻器、学生电源等简单的实验仪器； 了解实验仪器的使用要求和操作要领；能够辨明仪器了解实验仪器的使用要求和操作要领；能够辨明仪器的测量范围和分度值，有测量范围的意识；的测量范围和分度值，有测量范围的

2、意识； 会设计并绘制记录数据的表格，能简单明了的在表格会设计并绘制记录数据的表格，能简单明了的在表格中填入数据。中填入数据。 有对实验结果的安全性预先考虑的意识，使用易破、有对实验结果的安全性预先考虑的意识，使用易破、易碎的器材时有谨慎操作的意识。易碎的器材时有谨慎操作的意识。例例1 1 量筒的应用量筒的应用(1)(1)用量筒测不规则固体体积的步骤如下：用量筒测不规则固体体积的步骤如下： a.a.在量筒中注入适量的水，读出此时水面所在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数对应的示数V V1 1； b.b.把固体浸没在盛有适量水的量筒中，读出把固体浸没在盛有适量水的量筒中，读出此时水面所对

3、应的示数此时水面所对应的示数V V2 2，则待测固体的体，则待测固体的体积积V V_。 (2)(2) 上述操作过程中，向量筒中注水多少才上述操作过程中，向量筒中注水多少才是是“适量适量”的？的？ V V2 2V V1 1a.a.水最少能把固体水最少能把固体“浸没浸没”在水中；在水中；b.b.水最多在物体没水中后，水面仍低于量水最多在物体没水中后，水面仍低于量筒的量程。筒的量程。mlml(3)(3)小明有一枚质量为小明有一枚质量为3.1g3.1g的金币，他查阅资料得知：的金币，他查阅资料得知：黄金类别黄金类别24K24K黄金黄金 22K22K黄金黄金 18K18K黄金黄金密度（密度（kg/mkg

4、/m3 3）19.2619.2617.6517.6515.1515.15他想用量筒（左图）测出这枚金币的体积，然后计算他想用量筒（左图）测出这枚金币的体积，然后计算其密度，以此鉴别黄金类别你认为该方案可行吗？其密度，以此鉴别黄金类别你认为该方案可行吗？mlml分析分析 从原理上讲，用量筒测金币体积，再算其密度从原理上讲，用量筒测金币体积，再算其密度，就可以从表中查出该金币的黄金类别；但金币体积，就可以从表中查出该金币的黄金类别；但金币体积过小，在它浸没水中前后液面变化不大，这样测体积过小，在它浸没水中前后液面变化不大，这样测体积误差太大。误差太大。答案答案 不能。经计算可知：不能。经计算可知：

5、 3.1g3.1g金币的体积在金币的体积在0.160.16cm3与与0.200.20cm3之间，远小于该量筒的分度值之间，远小于该量筒的分度值（2ml2ml），所以不能用这个量筒测这枚金币的体积），所以不能用这个量筒测这枚金币的体积 启示启示1 1 使用实验器材要特别注意其量程使用实验器材要特别注意其量程和最小分度值，根据实验具体要求选择合和最小分度值，根据实验具体要求选择合适的器材适的器材。 例例2 2 物体所受浮力大小与物体的形状有关吗物体所受浮力大小与物体的形状有关吗? ?针对这个问题，请你选择器材并考虑如何开展针对这个问题，请你选择器材并考虑如何开展探究活动。供选择的器材有：弹簧测力计

6、，三探究活动。供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水。水。(1)(1)你选择的器材是：略你选择的器材是：略 (2)(2)你的探究方案你的探究方案( (即实验步骤即实验步骤) )是：略是：略(3)(3)请你画出实验记录表格。请你画出实验记录表格。 （3 3）分析分析 本题中需要测量的物理量为重力本题中需要测量的物理量为重力G和橡皮泥捏成不同现状后三次浸没在水中弹簧测和橡皮泥捏成不同现状后三次浸没在水中弹簧测力计三次的示数，共四列；另三次测量为三行。力计三次的示数，共四列；另三次测量为三行。试验次数试验次数G/NF Fl l

7、/NF F2 2/NF F3 3/N123答案答案 启示启示2 2 设计数据表之前先要弄清需要测设计数据表之前先要弄清需要测量哪几个物理量，并将这些物理量一一填量哪几个物理量，并将这些物理量一一填入数据表。入数据表。一般习惯将数据表的行为实验一般习惯将数据表的行为实验次数，列为需要记录的物理量。次数，列为需要记录的物理量。 五、分析与论证五、分析与论证能力要求能力要求 范例范例 方法归纳方法归纳能力要求能力要求 能准确的描述实验数据或现象，能用定量或者能准确的描述实验数据或现象，能用定量或者半定量的方法描述物理现象的特征，数据的描半定量的方法描述物理现象的特征，数据的描述能够采用文字或数学的表

8、示方法；述能够采用文字或数学的表示方法； 能对收集的信息进行简单的比较，能作简单的能对收集的信息进行简单的比较，能作简单的因果推理；因果推理； 能从物理现象和实验中归纳科学规律，寻求数能从物理现象和实验中归纳科学规律，寻求数据之间的相互关系的特征；关注物理条件改变据之间的相互关系的特征；关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系。与物理现象变化之间的联系。例例1 1 俗语说俗语说“响水不开，开水不响响水不开，开水不响”，开水真的不响，开水真的不响吗吗? ?小明对此进行了研究，他用铁锅在煤气灶上烧水试小明对此进行了研究，他用铁锅在煤气灶上烧水试验，用温度计、数字声级计验，用温度计、数字声级计( (

9、测量声音强弱的仪器测量声音强弱的仪器) )分别分别测量锅内水的温度、锅旁声音的强弱。测量结果如下表测量锅内水的温度、锅旁声音的强弱。测量结果如下表： 水温/ 214060708085909599响度/ bB37.538.0 40.5 43.446.852.9 54.455.252.8现现象象无气无气泡有泡有无无气气泡泡小小气气泡泡产产生生少量少量气泡气泡上升上升上升上升气泡气泡增多增多大大量量气气泡泡上上升升水面水面有气有气泡形泡形成成更多更多小气小气泡形泡形成，成，水变水变浑浊浑浊沸沸腾腾现在你怎样理解现在你怎样理解“响水不开，开水不响响水不开，开水不响”? ? 分析分析 本题考查了探究过程

10、中的分析论证环节。本题考查了探究过程中的分析论证环节。通过分析表格中的数据，发现当水的温度从通过分析表格中的数据，发现当水的温度从2121升到升到9595的过程中，水发出的声音越来越的过程中，水发出的声音越来越强，沸腾时水发出的声音有所减弱，因此人们强，沸腾时水发出的声音有所减弱，因此人们有了有了“开水不响开水不响”的错觉。的错觉。 答案答案 开水并非不响，只是相对于最响的时候，开水并非不响，只是相对于最响的时候，声音略小一些而已。声音略小一些而已。 例例2 2 在探究在探究“声音能不能声音能不能在真空中传播？在真空中传播？”时我们发时我们发现，现有的实验设备难以将现，现有的实验设备难以将玻璃

11、罩内抽成真空状态，在玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你想选用什么这种情况下，你想选用什么方法突破这一难题？方法突破这一难题？ 分析分析 本实验中的现象是随着罩内空气的不断抽出，本实验中的现象是随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音，主要听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音，主要是由于难以将玻璃罩内抽成真空状态，还有周围的是由于难以将玻璃罩内抽成真空状态，还有周围的固体还能传声。这时推理法就显得尤为重要，它能固体还能传声。这时推理法就显得尤为重要，它能够突破实验条件的限制，抓住主要矛盾，忽略次要够突破实验条件的限制，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，得出结论。矛盾，得出结

12、论。答案答案 我们可以在现有的实验现象的基础上进一步我们可以在现有的实验现象的基础上进一步推理，从而得出结论：如果罩内被抽成真空，将不推理，从而得出结论：如果罩内被抽成真空，将不能听到铃声，由此得出能听到铃声，由此得出“声音不能在真空中传播声音不能在真空中传播”的结论。的结论。例例3 3 某小组同学研究圆柱体上、下某小组同学研究圆柱体上、下表面受到液体的压力大小与液体深度、表面受到液体的压力大小与液体深度、密度的关系。实验时，该小组同学把一密度的关系。实验时，该小组同学把一个高为个高为0 01 m1 m的实心圆柱体先后浸没在的实心圆柱体先后浸没在甲、乙两种液体中甲、乙两种液体中( (液体甲的密

13、度大于液液体甲的密度大于液体乙的密度体乙的密度) )，并不断改变它所处的深度。，并不断改变它所处的深度。他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面的距离及圆柱体上、下表面受到液体的的距离及圆柱体上、下表面受到液体的压强，并利用公式求得上、下表面受到压强，并利用公式求得上、下表面受到液体的压力。液体的压力。 表一表一 液体甲液体甲分析分析 同一表格中同一表格中, ,液液相同，研究的是相同，研究的是F F1 1与与h h的关系的关系. .结论结论 在在液液相同的情况下，相同的情况下，F F1 1与与h h. .成正比成正比. .表二表二 液体乙液体乙 液面到上表面的距离液

14、面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60 0.80 1.00下表面受到液体的压力下表面受到液体的压力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距离液面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液馇的压力下表面受到液馇的压力F F2 2

15、(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(1)(1)比较表一比较表一( (或表二或表二) )中第一行与第二行数据，结论如何？中第一行与第二行数据，结论如何？表一表一 液体甲液体甲分析分析 相同，研究的是相同，研究的是F F1 1与与液液的关系的关系. .结论结论 在在h h 相同的情况下，相同的情况下， 液液越大，越大，F F越大越大. .表二表二 液体乙液体乙 液面到上表面的距离液面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60

16、0.80 1.00下表面受到液体的压力下表面受到液体的压力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距离液面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液馇的压力下表面受到液馇的压力F F2 2(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(2)(2)比较表一和表二中第三列比较表一和表二中第三列( (或第四、五列或第四、五列) )，结论？，结论？表一表

17、一 液体甲液体甲分析分析 F F浮浮= =F F2 2- -F F1 1；表一中表一中F F浮浮都为都为1N1N，表二中都为，表二中都为0.800.80N.N.结论结论 当物体浸没于同种液体，当物体浸没于同种液体，F F（ 即即F F浮浮）是一个定值；）是一个定值；当物体浸没于不同液体，当物体浸没于不同液体， 液液越大，越大，F F（ 即即F F浮浮）越大。）越大。表二表二 液体乙液体乙 液面到上表面的距离液面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60 0.

18、80 1.00下表面受到液体的压力下表面受到液体的压力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距离液面到上表面的距离h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液体的压力上表面受到液体的压力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液体的压力下表面受到液体的压力F F2 2(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(3)(3)进一步综合分析表一和表二数据，结论如何？进一步综合分析表一和表二数据，结论如何？分析与论证之方法一分析与论

19、证之方法一归纳法归纳法提提炼炼物理物理规律规律分分析析证据证据数据数据共同共同特征特征分析与论证之方法二分析与论证之方法二推理法推理法理想化理想化规律规律推推广广分分析析证据证据数据数据趋趋势势分析与论证之方法三分析与论证之方法三数学方法数学方法实验实验数据数据 实实 验验 结结 论论实验实验现象现象计算法计算法图像法图像法抽象法抽象法定性定性分析分析因果因果推理推理概括概括表述表述定量定量分析分析因果因果推理推理概括概括表述表述六、评估六、评估能力要求能力要求 范例范例 能力要求能力要求 能对探究的行为和收集信息的科学性、可靠性能对探究的行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价。进行评价。 能

20、注意假设与探究结果之间的差异，能对这种能注意假设与探究结果之间的差异，能对这种差异及引起这种差异的规律进行分析，发现和差异及引起这种差异的规律进行分析，发现和提出新的问题。能对探究过程和结果进行评估，提出新的问题。能对探究过程和结果进行评估，提出改进探究方案的具体方法。提出改进探究方案的具体方法。例例1 1 以下是小明写的一份探究报告：以下是小明写的一份探究报告：问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？猜想：干路中的电流等于各支路电流之和。猜想：干路中的电流等于各支路电流之和。设计实验：略设计实验：略进行实验：闭合开关，记录第一支路中进行实验

21、：闭合开关，记录第一支路中A A点、第点、第二支路中二支路中B B点、干路中点、干路中C C点的电流值点的电流值 。A A点电流点电流I IA A/A /A B B点电流点电流I IB B/A/AC C点电流点电流I IC C/A /A 0.40.40.40.40.80.8请试评估小明同学这一实验方案。请试评估小明同学这一实验方案。 一、评估探究过程一、评估探究过程 分析分析 本题本题探究的是从特殊到一般的规律，探究的是从特殊到一般的规律，评估时要注意：是不是把所有情况都研究到评估时要注意：是不是把所有情况都研究到了，同一种情况是不是做了多次实验，不能了，同一种情况是不是做了多次实验，不能仅通

22、过一种情况、一次实验就得到普遍结论。仅通过一种情况、一次实验就得到普遍结论。 答案答案 探究过程只研究并联电路就得出结论探究过程只研究并联电路就得出结论不科学，应该再验证串联电路的情况；还有不科学，应该再验证串联电路的情况；还有仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，还仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，还应该更换不同的灯泡，通过多次实验，总结应该更换不同的灯泡，通过多次实验，总结得出结论。得出结论。启示启示1 1多次实验寻求普遍规律多次实验寻求普遍规律 当实验探究的是从特殊到一般的规律时，仅当实验探究的是从特殊到一般的规律时，仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，应该通凭一组数据就得出结论不具有普

23、遍性，应该通过多次实验总结得出结论。过多次实验总结得出结论。 例例2 2 在在“摩擦力摩擦力”的科学探究中，某班同学猜想摩擦的科学探究中，某班同学猜想摩擦力可能与接触面的粗糙程度、压力和物体运动的速力可能与接触面的粗糙程度、压力和物体运动的速度三个因素有关。小丽探究摩擦力与滑块运动速度度三个因素有关。小丽探究摩擦力与滑块运动速度的关系实验如图所示，请指出其中明显的错误。的关系实验如图所示，请指出其中明显的错误。 一、评估探究过程一、评估探究过程分析分析 小丽在研究摩擦力与滑块运动速度的小丽在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，不仅滑块的速度改变了，而关系的过程中，不仅滑块的速度改变了，而且

24、滑块与接触面间的压力与改变了，那么摩且滑块与接触面间的压力与改变了，那么摩擦力的变化就不知是由哪个因素的变化引起擦力的变化就不知是由哪个因素的变化引起的。的。答案答案 在研究摩擦力与滑块运动速度的关系在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，我们应该遵循控制变量法，控制的过程中，我们应该遵循控制变量法，控制接触面粗糙程度、压力这些因素不变。接触面粗糙程度、压力这些因素不变。启示启示注重控制变量法的使用注重控制变量法的使用 控制变量法是物理实验的重要方法，科学控制变量法是物理实验的重要方法，科学探究中要注意评估对控制变量法的使用。探究中要注意评估对控制变量法的使用。例例3 3 在探究欧姆定律的时

25、候，小明将实物图连成如下图在探究欧姆定律的时候，小明将实物图连成如下图所示，请为他指明问题所在。所示，请为他指明问题所在。 一、评估探究过程一、评估探究过程分析分析 回顾电流表和电压表的使用方法回顾电流表和电压表的使用方法 一、电流表的使用方法是：一、电流表的使用方法是： 把其串联在待测电路中；把其串联在待测电路中； “+”“-”“+”“-”接线柱不能接反；接线柱不能接反； 正确选择量程。正确选择量程。 二、电压表的使用方法是：二、电压表的使用方法是： 把电压表并联在待测电路的两端；把电压表并联在待测电路的两端； “+”“-”“+”“-”接线柱不能接反；接线柱不能接反； 正确选择量程。正确选择

26、量程。 答案答案 电流表的正负接线柱接反，电流表指针反向偏电流表的正负接线柱接反，电流表指针反向偏转并将损坏电表；电压表并联在电源两极，读的是电转并将损坏电表；电压表并联在电源两极，读的是电源电压而不是定值电阻两端的电压。源电压而不是定值电阻两端的电压。 启示启示注重实验器材的操作规范注重实验器材的操作规范 注重评估实验仪器的操作是否规范、注重评估实验仪器的操作是否规范、是否安全，不规范不安全的地方应予以及是否安全，不规范不安全的地方应予以及时纠正。时纠正。 一、评估探究过程一、评估探究过程例例4 4 小明将小明将 “ “阿基米德原理阿基米德原理” ” 实验（左图）改进（右图）实验（左图）改进

27、（右图）了，其中了，其中A A、B B为两个规格相同的弹簧秤，为两个规格相同的弹簧秤，C C为重物，为重物，D D为薄为薄塑料袋，塑料袋，E E是用大饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制是用大饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，的溢水杯，杯中加入红色的水，F F是升降平台（摇动手柄，是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），可使平台高度缓慢上升、下降），G G为铁架台。为铁架台。请问改进后的实验与原实验比较有哪些优点？请问改进后的实验与原实验比较有哪些优点？ 分析分析 可以对比新旧实验的操作过程那一种更为简单易行。可以对比新旧实验的操作过程那一种更为简单易

28、行。答案答案 改进后的实验与原实验比较优点很多：改进后的实验与原实验比较优点很多：（1 1）溢水杯中加红色水，增加可见度；）溢水杯中加红色水，增加可见度；（2 2）能同时显示物体所受浮力的大小和物体排开的液体重；）能同时显示物体所受浮力的大小和物体排开的液体重；（3 3）调节平台高度，可观察到物体受浮力随排开液体体积的）调节平台高度，可观察到物体受浮力随排开液体体积的增大而增大；增大而增大；（4 4）弹簧上端有铁架台固定，弹簧秤示数更稳定；）弹簧上端有铁架台固定，弹簧秤示数更稳定；（5 5）薄塑料袋不计质量，弹簧秤）薄塑料袋不计质量，弹簧秤B B的示数直接反映物休所受的的示数直接反映物休所受的

29、浮力大小；浮力大小；（6 6）上课时不用老师拎着弹簧秤读数，便于老师的讲解等。）上课时不用老师拎着弹簧秤读数，便于老师的讲解等。 启示启示注重实验的可操作性注重实验的可操作性 重视使用日常生活中常见的工具开展实验，重视使用日常生活中常见的工具开展实验，尽量使实验简单、明了、易行。尽量使实验简单、明了、易行。 二、评估探究结果二、评估探究结果例例 在探究海波熔化的规律时，小明设计了如左图所在探究海波熔化的规律时，小明设计了如左图所示方案，他在处理数据分析论证时，在方格纸上描出了示方案，他在处理数据分析论证时，在方格纸上描出了实验数据对应的坐标点。请指出海波的熔点。实验数据对应的坐标点。请指出海波的熔点。分析分析 评估时应注重实验数评估时应注重实验数据的真实性。方格纸上第据的真实性。方格纸上第3 3分分钟的温度低于第钟的温度低于第2 2分钟的温度分钟的温度，这是不正常的，应该去掉，这是不正常的，应该去掉这个错误数据。这个错误数据。答案答案 海波的熔点应该是海波的熔点应该是4848。 启示启示注重数据的真实性注重数据的真实性 要注意评估实验数据的真实性，发现要注意评估实验数据的真实性，发现异常的数据要注意分析是数据记错了，还