1、中考物理專題探究中考物理專題探究第十三講：物理探究（二）第十三講：物理探究（二）主主 講：孫講：孫 雯雯單單 位：江蘇省泰州中學附屬初中位：江蘇省泰州中學附屬初中四、進行實驗與收集證據四、進行實驗與收集證據能力要求能力要求 范例范例 能力要求能力要求 會使用天平、彈簧測力計、量筒、溫度計、電流表、會使用天平、彈簧測力計、量筒、溫度計、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源等簡單的實驗儀器；電壓表、滑動變阻器、學生電源等簡單的實驗儀器； 了解實驗儀器的使用要求和操作要領；能夠辨明儀器了解實驗儀器的使用要求和操作要領；能夠辨明儀器的測量范圍和分度值，有測量范圍的意識；的測量范圍和分度值，有測量范圍的

2、意識； 會設計并繪制記錄數據的表格，能簡單明了的在表格會設計并繪制記錄數據的表格，能簡單明了的在表格中填入數據。中填入數據。 有對實驗結果的安全性預先考慮的意識，使用易破、有對實驗結果的安全性預先考慮的意識，使用易破、易碎的器材時有謹慎操作的意識。易碎的器材時有謹慎操作的意識。例例1 1 量筒的應用量筒的應用(1)(1)用量筒測不規則固體體積的步驟如下：用量筒測不規則固體體積的步驟如下： a.a.在量筒中注入適量的水，讀出此時水面所在量筒中注入適量的水，讀出此時水面所對應的示數對應的示數V V1 1； b.b.把固體浸沒在盛有適量水的量筒中，讀出把固體浸沒在盛有適量水的量筒中，讀出此時水面所對

3、應的示數此時水面所對應的示數V V2 2，則待測固體的體，則待測固體的體積積V V_。 (2)(2) 上述操作過程中，向量筒中注水多少才上述操作過程中，向量筒中注水多少才是是“適量適量”的？的？ V V2 2V V1 1a.a.水最少能把固體水最少能把固體“浸沒浸沒”在水中；在水中；b.b.水最多在物體沒水中后，水面仍低于量水最多在物體沒水中后，水面仍低于量筒的量程。筒的量程。mlml(3)(3)小明有一枚質量為小明有一枚質量為3.1g3.1g的金幣，他查閱資料得知：的金幣，他查閱資料得知：黃金類別黃金類別24K24K黃金黃金 22K22K黃金黃金 18K18K黃金黃金密度（密度（kg/mkg

4、/m3 3）19.2619.2617.6517.6515.1515.15他想用量筒（左圖）測出這枚金幣的體積，然后計算他想用量筒（左圖）測出這枚金幣的體積，然后計算其密度，以此鑒別黃金類別你認為該方案可行嗎？其密度，以此鑒別黃金類別你認為該方案可行嗎？mlml分析分析 從原理上講，用量筒測金幣體積，再算其密度從原理上講，用量筒測金幣體積，再算其密度，就可以從表中查出該金幣的黃金類別；但金幣體積，就可以從表中查出該金幣的黃金類別；但金幣體積過小，在它浸沒水中前后液面變化不大，這樣測體積過小，在它浸沒水中前后液面變化不大，這樣測體積誤差太大。誤差太大。答案答案 不能。經計算可知：不能。經計算可知：

5、 3.1g3.1g金幣的體積在金幣的體積在0.160.16cm3與與0.200.20cm3之間，遠小于該量筒的分度值之間，遠小于該量筒的分度值（2ml2ml），所以不能用這個量筒測這枚金幣的體積），所以不能用這個量筒測這枚金幣的體積 啟示啟示1 1 使用實驗器材要特別注意其量程使用實驗器材要特別注意其量程和最小分度值，根據實驗具體要求選擇合和最小分度值，根據實驗具體要求選擇合適的器材適的器材。 例例2 2 物體所受浮力大小與物體的形狀有關嗎物體所受浮力大小與物體的形狀有關嗎? ?針對這個問題，請你選擇器材并考慮如何開展針對這個問題，請你選擇器材并考慮如何開展探究活動。供選擇的器材有：彈簧測力計

6、，三探究活動。供選擇的器材有：彈簧測力計，三個形狀不同的小石塊、橡皮泥、燒杯、細線和個形狀不同的小石塊、橡皮泥、燒杯、細線和水。水。(1)(1)你選擇的器材是：略你選擇的器材是：略 (2)(2)你的探究方案你的探究方案( (即實驗步驟即實驗步驟) )是：略是：略(3)(3)請你畫出實驗記錄表格。請你畫出實驗記錄表格。 （3 3）分析分析 本題中需要測量的物理量為重力本題中需要測量的物理量為重力G和橡皮泥捏成不同現狀后三次浸沒在水中彈簧測和橡皮泥捏成不同現狀后三次浸沒在水中彈簧測力計三次的示數，共四列；另三次測量為三行。力計三次的示數，共四列；另三次測量為三行。試驗次數試驗次數G/NF Fl l

7、/NF F2 2/NF F3 3/N123答案答案 啟示啟示2 2 設計數據表之前先要弄清需要測設計數據表之前先要弄清需要測量哪幾個物理量，并將這些物理量一一填量哪幾個物理量，并將這些物理量一一填入數據表。入數據表。一般習慣將數據表的行為實驗一般習慣將數據表的行為實驗次數，列為需要記錄的物理量。次數，列為需要記錄的物理量。 五、分析與論證五、分析與論證能力要求能力要求 范例范例 方法歸納方法歸納能力要求能力要求 能準確的描述實驗數據或現象，能用定量或者能準確的描述實驗數據或現象，能用定量或者半定量的方法描述物理現象的特征，數據的描半定量的方法描述物理現象的特征，數據的描述能夠采用文字或數學的表

8、示方法；述能夠采用文字或數學的表示方法； 能對收集的信息進行簡單的比較，能作簡單的能對收集的信息進行簡單的比較，能作簡單的因果推理；因果推理； 能從物理現象和實驗中歸納科學規律，尋求數能從物理現象和實驗中歸納科學規律，尋求數據之間的相互關系的特征；關注物理條件改變據之間的相互關系的特征；關注物理條件改變與物理現象變化之間的聯系。與物理現象變化之間的聯系。例例1 1 俗語說俗語說“響水不開，開水不響響水不開，開水不響”，開水真的不響，開水真的不響嗎嗎? ?小明對此進行了研究，他用鐵鍋在煤氣灶上燒水試小明對此進行了研究，他用鐵鍋在煤氣灶上燒水試驗，用溫度計、數字聲級計驗，用溫度計、數字聲級計( (

9、測量聲音強弱的儀器測量聲音強弱的儀器) )分別分別測量鍋內水的溫度、鍋旁聲音的強弱。測量結果如下表測量鍋內水的溫度、鍋旁聲音的強弱。測量結果如下表： 水溫/ 214060708085909599響度/ bB37.538.0 40.5 43.446.852.9 54.455.252.8現現象象無氣無氣泡有泡有無無氣氣泡泡小小氣氣泡泡產產生生少量少量氣泡氣泡上升上升上升上升氣泡氣泡增多增多大大量量氣氣泡泡上上升升水面水面有氣有氣泡形泡形成成更多更多小氣小氣泡形泡形成，成，水變水變渾濁渾濁沸沸騰騰現在你怎樣理解現在你怎樣理解“響水不開，開水不響響水不開，開水不響”? ? 分析分析 本題考查了探究過程

10、中的分析論證環節。本題考查了探究過程中的分析論證環節。通過分析表格中的數據，發現當水的溫度從通過分析表格中的數據，發現當水的溫度從2121升到升到9595的過程中，水發出的聲音越來越的過程中，水發出的聲音越來越強，沸騰時水發出的聲音有所減弱，因此人們強，沸騰時水發出的聲音有所減弱，因此人們有了有了“開水不響開水不響”的錯覺。的錯覺。 答案答案 開水并非不響，只是相對于最響的時候，開水并非不響，只是相對于最響的時候，聲音略小一些而已。聲音略小一些而已。 例例2 2 在探究在探究“聲音能不能聲音能不能在真空中傳播？在真空中傳播？”時我們發時我們發現，現有的實驗設備難以將現，現有的實驗設備難以將玻璃

11、罩內抽成真空狀態，在玻璃罩內抽成真空狀態，在這種情況下，你想選用什么這種情況下，你想選用什么方法突破這一難題？方法突破這一難題？ 分析分析 本實驗中的現象是隨著罩內空氣的不斷抽出，本實驗中的現象是隨著罩內空氣的不斷抽出，聽到鈴聲越來越弱。但最后還是能聽到聲音，主要聽到鈴聲越來越弱。但最后還是能聽到聲音，主要是由于難以將玻璃罩內抽成真空狀態，還有周圍的是由于難以將玻璃罩內抽成真空狀態，還有周圍的固體還能傳聲。這時推理法就顯得尤為重要，它能固體還能傳聲。這時推理法就顯得尤為重要，它能夠突破實驗條件的限制，抓住主要矛盾，忽略次要夠突破實驗條件的限制，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，得出結論。矛盾，得出結

12、論。答案答案 我們可以在現有的實驗現象的基礎上進一步我們可以在現有的實驗現象的基礎上進一步推理，從而得出結論：如果罩內被抽成真空，將不推理，從而得出結論：如果罩內被抽成真空，將不能聽到鈴聲，由此得出能聽到鈴聲，由此得出“聲音不能在真空中傳播聲音不能在真空中傳播”的結論。的結論。例例3 3 某小組同學研究圓柱體上、下某小組同學研究圓柱體上、下表面受到液體的壓力大小與液體深度、表面受到液體的壓力大小與液體深度、密度的關系。實驗時，該小組同學把一密度的關系。實驗時，該小組同學把一個高為個高為0 01 m1 m的實心圓柱體先后浸沒在的實心圓柱體先后浸沒在甲、乙兩種液體中甲、乙兩種液體中( (液體甲的密

13、度大于液液體甲的密度大于液體乙的密度體乙的密度) )，并不斷改變它所處的深度。，并不斷改變它所處的深度。他們利用儀器測得液面到圓柱體上表面他們利用儀器測得液面到圓柱體上表面的距離及圓柱體上、下表面受到液體的的距離及圓柱體上、下表面受到液體的壓強，并利用公式求得上、下表面受到壓強，并利用公式求得上、下表面受到液體的壓力。液體的壓力。 表一表一 液體甲液體甲分析分析 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與與h h的關系的關系. .結論結論 在在液液相同的情況下，相同的情況下，F F1 1與與h h. .成正比成正比. .表二表二 液體乙液體乙 液面到上表面的距離液

14、面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60 0.80 1.00下表面受到液體的壓力下表面受到液體的壓力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距離液面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液馇的壓力下表面受到液馇的壓力F F2 2

15、(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(1)(1)比較表一比較表一( (或表二或表二) )中第一行與第二行數據，結論如何？中第一行與第二行數據，結論如何？表一表一 液體甲液體甲分析分析 相同，研究的是相同，研究的是F F1 1與與液液的關系的關系. .結論結論 在在h h 相同的情況下，相同的情況下， 液液越大，越大，F F越大越大. .表二表二 液體乙液體乙 液面到上表面的距離液面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60

16、0.80 1.00下表面受到液體的壓力下表面受到液體的壓力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距離液面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液馇的壓力下表面受到液馇的壓力F F2 2(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(2)(2)比較表一和表二中第三列比較表一和表二中第三列( (或第四、五列或第四、五列) )，結論？，結論？表一表

17、一 液體甲液體甲分析分析 F F浮浮= =F F2 2- -F F1 1；表一中表一中F F浮浮都為都為1N1N，表二中都為，表二中都為0.800.80N.N.結論結論 當物體浸沒于同種液體，當物體浸沒于同種液體，F F（ 即即F F浮浮）是一個定值；）是一個定值；當物體浸沒于不同液體，當物體浸沒于不同液體， 液液越大，越大，F F（ 即即F F浮浮）越大。）越大。表二表二 液體乙液體乙 液面到上表面的距離液面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.20 0.40 0.60 0.

18、80 1.00下表面受到液體的壓力下表面受到液體的壓力F F2 2(N)(N) 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00液面到上表面的距離液面到上表面的距離h h(m(m) )00.02 0.04 0.06 0.08 0.10上表面受到液體的壓力上表面受到液體的壓力F F1 1(N)(N) 00.16 0.32 0.48 0.64 0.80下表面受到液體的壓力下表面受到液體的壓力F F2 2(N)(N) 0.80 0.96 1.l21.28 1.44 1.60(3)(3)進一步綜合分析表一和表二數據，結論如何？進一步綜合分析表一和表二數據，結論如何？分析與論證之方法一分析與論

19、證之方法一歸納法歸納法提提煉煉物理物理規律規律分分析析證據證據數據數據共同共同特征特征分析與論證之方法二分析與論證之方法二推理法推理法理想化理想化規律規律推推廣廣分分析析證據證據數據數據趨趨勢勢分析與論證之方法三分析與論證之方法三數學方法數學方法實驗實驗數據數據 實實 驗驗 結結 論論實驗實驗現象現象計算法計算法圖像法圖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、評估六、評估能力要求能力要求 范例范例 能力要求能力要求 能對探究的行為和收集信息的科學性、可靠性能對探究的行為和收集信息的科學性、可靠性進行評價。進行評價。 能

20、注意假設與探究結果之間的差異，能對這種能注意假設與探究結果之間的差異，能對這種差異及引起這種差異的規律進行分析，發現和差異及引起這種差異的規律進行分析，發現和提出新的問題。能對探究過程和結果進行評估，提出新的問題。能對探究過程和結果進行評估，提出改進探究方案的具體方法。提出改進探究方案的具體方法。例例1 1 以下是小明寫的一份探究報告：以下是小明寫的一份探究報告：問題：并聯電路干路電流與各支路電流有什么關系？問題：并聯電路干路電流與各支路電流有什么關系？猜想：干路中的電流等于各支路電流之和。猜想：干路中的電流等于各支路電流之和。設計實驗：略設計實驗：略進行實驗：閉合開關，記錄第一支路中進行實驗

21、：閉合開關，記錄第一支路中A A點、第點、第二支路中二支路中B B點、干路中點、干路中C C點的電流值點的電流值 。A A點電流點電流I IA A/A /A B B點電流點電流I IB B/A/AC C點電流點電流I IC C/A /A 0.40.40.40.40.80.8請試評估小明同學這一實驗方案。請試評估小明同學這一實驗方案。 一、評估探究過程一、評估探究過程 分析分析 本題本題探究的是從特殊到一般的規律，探究的是從特殊到一般的規律，評估時要注意：是不是把所有情況都研究到評估時要注意：是不是把所有情況都研究到了，同一種情況是不是做了多次實驗，不能了，同一種情況是不是做了多次實驗，不能僅通

22、過一種情況、一次實驗就得到普遍結論。僅通過一種情況、一次實驗就得到普遍結論。 答案答案 探究過程只研究并聯電路就得出結論探究過程只研究并聯電路就得出結論不科學，應該再驗證串聯電路的情況；還有不科學，應該再驗證串聯電路的情況；還有僅憑一組數據就得出結論不具有普遍性，還僅憑一組數據就得出結論不具有普遍性，還應該更換不同的燈泡，通過多次實驗，總結應該更換不同的燈泡，通過多次實驗，總結得出結論。得出結論。啟示啟示1 1多次實驗尋求普遍規律多次實驗尋求普遍規律 當實驗探究的是從特殊到一般的規律時，僅當實驗探究的是從特殊到一般的規律時，僅憑一組數據就得出結論不具有普遍性，應該通憑一組數據就得出結論不具有普

23、遍性，應該通過多次實驗總結得出結論。過多次實驗總結得出結論。 例例2 2 在在“摩擦力摩擦力”的科學探究中，某班同學猜想摩擦的科學探究中，某班同學猜想摩擦力可能與接觸面的粗糙程度、壓力和物體運動的速力可能與接觸面的粗糙程度、壓力和物體運動的速度三個因素有關。小麗探究摩擦力與滑塊運動速度度三個因素有關。小麗探究摩擦力與滑塊運動速度的關系實驗如圖所示，請指出其中明顯的錯誤。的關系實驗如圖所示，請指出其中明顯的錯誤。 一、評估探究過程一、評估探究過程分析分析 小麗在研究摩擦力與滑塊運動速度的小麗在研究摩擦力與滑塊運動速度的關系的過程中，不僅滑塊的速度改變了，而關系的過程中，不僅滑塊的速度改變了，而且

24、滑塊與接觸面間的壓力與改變了，那么摩且滑塊與接觸面間的壓力與改變了，那么摩擦力的變化就不知是由哪個因素的變化引起擦力的變化就不知是由哪個因素的變化引起的。的。答案答案 在研究摩擦力與滑塊運動速度的關系在研究摩擦力與滑塊運動速度的關系的過程中，我們應該遵循控制變量法，控制的過程中，我們應該遵循控制變量法，控制接觸面粗糙程度、壓力這些因素不變。接觸面粗糙程度、壓力這些因素不變。啟示啟示注重控制變量法的使用注重控制變量法的使用 控制變量法是物理實驗的重要方法，科學控制變量法是物理實驗的重要方法，科學探究中要注意評估對控制變量法的使用。探究中要注意評估對控制變量法的使用。例例3 3 在探究歐姆定律的時

25、候，小明將實物圖連成如下圖在探究歐姆定律的時候，小明將實物圖連成如下圖所示，請為他指明問題所在。所示，請為他指明問題所在。 一、評估探究過程一、評估探究過程分析分析 回顧電流表和電壓表的使用方法回顧電流表和電壓表的使用方法 一、電流表的使用方法是：一、電流表的使用方法是： 把其串聯在待測電路中；把其串聯在待測電路中； “+”“-”“+”“-”接線柱不能接反；接線柱不能接反； 正確選擇量程。正確選擇量程。 二、電壓表的使用方法是：二、電壓表的使用方法是： 把電壓表并聯在待測電路的兩端；把電壓表并聯在待測電路的兩端； “+”“-”“+”“-”接線柱不能接反；接線柱不能接反； 正確選擇量程。正確選擇

26、量程。 答案答案 電流表的正負接線柱接反，電流表指針反向偏電流表的正負接線柱接反，電流表指針反向偏轉并將損壞電表；電壓表并聯在電源兩極，讀的是電轉并將損壞電表；電壓表并聯在電源兩極，讀的是電源電壓而不是定值電阻兩端的電壓。源電壓而不是定值電阻兩端的電壓。 啟示啟示注重實驗器材的操作規范注重實驗器材的操作規范 注重評估實驗儀器的操作是否規范、注重評估實驗儀器的操作是否規范、是否安全，不規范不安全的地方應予以及是否安全，不規范不安全的地方應予以及時糾正。時糾正。 一、評估探究過程一、評估探究過程例例4 4 小明將小明將 “ “阿基米德原理阿基米德原理” ” 實驗（左圖）改進（右圖）實驗（左圖）改進

27、（右圖）了，其中了，其中A A、B B為兩個規格相同的彈簧秤，為兩個規格相同的彈簧秤，C C為重物，為重物，D D為薄為薄塑料袋，塑料袋，E E是用大飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻璃管自制是用大飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入紅色的水，的溢水杯，杯中加入紅色的水，F F是升降平臺（搖動手柄，是升降平臺（搖動手柄，可使平臺高度緩慢上升、下降），可使平臺高度緩慢上升、下降），G G為鐵架臺。為鐵架臺。請問改進后的實驗與原實驗比較有哪些優點？請問改進后的實驗與原實驗比較有哪些優點？ 分析分析 可以對比新舊實驗的操作過程那一種更為簡單易行。可以對比新舊實驗的操作過程那一種更為簡單易

28、行。答案答案 改進后的實驗與原實驗比較優點很多：改進后的實驗與原實驗比較優點很多：（1 1）溢水杯中加紅色水，增加可見度；）溢水杯中加紅色水，增加可見度；（2 2）能同時顯示物體所受浮力的大小和物體排開的液體重；）能同時顯示物體所受浮力的大小和物體排開的液體重；（3 3）調節平臺高度，可觀察到物體受浮力隨排開液體體積的）調節平臺高度，可觀察到物體受浮力隨排開液體體積的增大而增大；增大而增大；（4 4）彈簧上端有鐵架臺固定，彈簧秤示數更穩定；）彈簧上端有鐵架臺固定，彈簧秤示數更穩定；（5 5）薄塑料袋不計質量，彈簧秤）薄塑料袋不計質量，彈簧秤B B的示數直接反映物休所受的的示數直接反映物休所受的

29、浮力大小；浮力大小；（6 6）上課時不用老師拎著彈簧秤讀數，便于老師的講解等。）上課時不用老師拎著彈簧秤讀數，便于老師的講解等。 啟示啟示注重實驗的可操作性注重實驗的可操作性 重視使用日常生活中常見的工具開展實驗，重視使用日常生活中常見的工具開展實驗，盡量使實驗簡單、明了、易行。盡量使實驗簡單、明了、易行。 二、評估探究結果二、評估探究結果例例 在探究海波熔化的規律時，小明設計了如左圖所在探究海波熔化的規律時，小明設計了如左圖所示方案，他在處理數據分析論證時，在方格紙上描出了示方案，他在處理數據分析論證時，在方格紙上描出了實驗數據對應的坐標點。請指出海波的熔點。實驗數據對應的坐標點。請指出海波的熔點。分析分析 評估時應注重實驗數評估時應注重實驗數據的真實性。方格紙上第據的真實性。方格紙上第3 3分分鐘的溫度低于第鐘的溫度低于第2 2分鐘的溫度分鐘的溫度，這是不正常的，應該去掉，這是不正常的，應該去掉這個錯誤數據。這個錯誤數據。答案答案 海波的熔點應該是海波的熔點應該是4848。 啟示啟示注重數據的真實性注重數據的真實性 要注意評估實驗數據的真實性，發現要注意評估實驗數據的真實性，發現異常的數據要注意分析是數據記錯了，還