摘要:过程和方法 感悟使用“控制变量法 来研究物理问题的科学方法

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吉他是同学们非常喜爱的乐器,在学习吉他演奏的过程中,丹丹发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,她决定对此进行研究.经过和同学们讨论,提出了以下猜想:

猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关

猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关

猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关

为了验证上述猜想是否正确,她们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验.

(1)为了验证猜想一,应选用编号为____、____、____的琴弦进行实验.为了验证猜想二,应选用编号为____、____、____的琴弦进行实验.

(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容.请在表中填上所缺数据.

(3)随着实验的进行,丹丹又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想,必须进行的操作是:______________________________

______________________________________________.

【解析】本题是一道实验探究题,在琴弦的横截面积、长短、材料、松紧程度共同影响发音音调的情况下,只能用控制变量法来研究问题,即保证其他条件相同的前提下,只改变某一条件,比较引起的实验效果如何变化.如比较材料对音调影响时,要在保证长度、横截面积和琴弦松紧程度相同的前提下,比较实验效果.

 

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吉他是同学们非常喜爱的乐器,在学习吉他演奏的过程中,丹丹发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,她决定对此进行研究.经过和同学们讨论,提出了以下猜想:

猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关

猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关

猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关

为了验证上述猜想是否正确,她们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验.

(1)为了验证猜想一,应选用编号为____、____、____的琴弦进行实验.为了验证猜想二,应选用编号为____、____、____的琴弦进行实验.

(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容.请在表中填上所缺数据.

(3)随着实验的进行,丹丹又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想,必须进行的操作是:______________________________

______________________________________________.

【解析】本题是一道实验探究题,在琴弦的横截面积、长短、材料、松紧程度共同影响发音音调的情况下,只能用控制变量法来研究问题,即保证其他条件相同的前提下,只改变某一条件,比较引起的实验效果如何变化.如比较材料对音调影响时,要在保证长度、横截面积和琴弦松紧程度相同的前提下,比较实验效果.

 

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(2011?淄博)汽车大量增加,给人们的生活带来方便,但交通事故也随之增加,交通事故发生的一个重要原因是汽车从制动到完全停下来需要前进一段距离,这段距离的大小与轮胎和地面之间的摩擦力有直接的关系,同学们以“探究摩擦力大小与哪些因素有关”为课题进行了如下探究:
下表是某小组同学利用长木板、毛巾、2块完全相同的带钩立方体木块、弹簧测力计等器材,在实验探究时得到的一组实验数据:
实验次数 与木块的摩擦面 木块的放置方式 弹簧测力计的示数/N
1 木板表面 一木块平放 1.8
2 木板表面 一木块平放 2.9
3 毛巾表面 一木块平放 2.4
4 木板表面 两木块叠放 3.6
(1)你认为表中哪个数据是不合理的,并指出在弹簧测力计正常使用下导致数据不合理的原因:
2.9N
2.9N
;
是由于没有匀速拉动木块造成的
是由于没有匀速拉动木块造成的
.
(2)分析第1和第4两次实验数据,在
接触面粗糙程度
接触面粗糙程度
相同时,
压力
压力
越大,摩擦力越大.这种研究问题的方法通常叫控制变量法.
(3)小丽同学提出了一个问题:摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢?然后她将木块沿竖直方向截取一半后,测得木块所受摩擦力变为原来的一半,她由此得出:摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,你认为她的探究过程存在的缺陷是
没有控制压力不变
没有控制压力不变
.要“探究摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关”应该选择一个
长方体
长方体
(填“长方体”或“正方体”)木块,至少需要通过做
2
2
次实验才能得出较为准确的结论.
(4)人们雪后常在汽车轮胎上缠绕防滑链,这样可以减少交通事故的发生,请你从影响摩擦力大小的因素角度说明此做法的道理
在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,增大摩擦力
在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,增大摩擦力
.
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