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科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:A.有同学认为:运

一、题文

科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设。
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示。
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设。

回答下列提问:
(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是_________,_________。
(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做__________运动,表中x处的值为_________。
(3)图(b)中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做_________运动,最后“小纸杯”做_________运动。
(4)比较图(b)中的1和5,指出在1.0~1.5 s时间段内,速度随时间变化关系的差异:______________________。

考点提示:伽利略对自由落体运动的研究

二、答案

(1)作出假设;搜集证据
(2)匀速;1.937
(3)加速度逐渐减小的加速;匀速
(4)图线1反映速度不随时间变化,图线5反映速度随时间继续增大(图线1反映“小纸杯”做匀速运动,图线5反映“小纸杯”依然做加速度减小的加速运动)

三、考点梳理

知名教师分析,《科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:A.有同学认为:运》这道题主要考你对 伽利略对自由落体运动的研究 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:伽利略对自由落体运动的研究

考点名称:伽利略对自由落体运动的研究
  • 亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究:

           古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。
            直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略通过“比萨斜塔试验”,用事实证明,轻重不同的物体,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例,为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。

    伽利略的科学研究方法:

    提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。

  • 伽利略的探索之路:

    知识=观察+实验+思考

    1、大胆的猜测:下落物体的速度是随时间均匀增加的,即,则测瞬时速度V与时间t成正比

    困难一:瞬时速度无法准确测量。为了解决测量瞬时速度的困难,伽利略寻求间接验证的途径(思维的作用)
    则测下落的高度与时间t2成正比

    2、实验验证:伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据

    结果表示为:
    伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。

    困难二:伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律?

    3、合理外推:随着θ的增大,的数值在增大。当θ=90°时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时的数值最大。

    至此,他终于成功地验证了原先的猜想,不但否定了亚里士多德的错误论断,而且得到了物体下落的规律。

    分析:

    伽利略的成功,不仅在与找到了落体运动的规律,更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。

    思考:

    科学思想方法程序是:对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑(包括数学)得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→……

    其核心是:把实验和逻辑和谐地结合起来。

     

     

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