教科版《學(xué)習(xí)科學(xué)探究》

第一章第一節(jié)

走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室：學(xué)習(xí)科學(xué)探究

我從事科學(xué)研究的動(dòng)機(jī)，來(lái)自一種想要了解自然奧秘的無(wú)法遇制的渴望，而不是別的什么目的。

——愛(ài)因斯坦

奇妙的物理現(xiàn)象

一切奇妙的現(xiàn)象，都是有原因的，科學(xué)探究就是要找出其中的原因及規(guī)律。觀察是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。

物理實(shí)驗(yàn)的顯著特點(diǎn)，是在一定條件下，物理現(xiàn)象可以有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)。認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的工具1.長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器刻度尺千分尺游標(biāo)卡尺2.質(zhì)量測(cè)量?jī)x器3.溫度測(cè)量?jī)x器托盤天平和砝碼溫度計(jì)4.時(shí)間測(cè)量?jī)x器5.力的測(cè)量?jī)x器秒表彈簧測(cè)力計(jì)6.體積測(cè)量?jī)x器7.電的測(cè)量?jī)x器

測(cè)量同一物理量的儀器，可能有不同的規(guī)格和不同的使用方法，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要合理選擇。量杯電流表電壓表

伽利略是偉大的物理學(xué)家。某個(gè)星期天，伽利略在比薩大教堂驚奇地發(fā)現(xiàn)，房頂上掛著的吊燈因?yàn)轱L(fēng)吹而不停地有節(jié)奏地?cái)[動(dòng)。他想起醫(yī)科老師講過(guò)，脈搏的跳動(dòng)是有規(guī)律的。他一面按著脈，一面注視著燈的擺動(dòng)。一點(diǎn)也不錯(cuò)，燈每往返擺動(dòng)一次的時(shí)間完全相同。這使他又產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn)，假如吊燈受到強(qiáng)風(fēng)吹動(dòng)，擺得高了一些，它每次擺動(dòng)的時(shí)間還是一樣的嗎？回到宿舍后，他把鐵塊固定在繩的一端掛起來(lái)，再把鐵塊拉到不同高度讓它開始擺動(dòng)，仍用脈搏細(xì)心地測(cè)定擺動(dòng)所花的時(shí)間。結(jié)果表明每次擺動(dòng)的時(shí)間仍然相同。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明他的想法是正確的，即“不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些，完成一次擺動(dòng)的時(shí)間是一樣的”。這在物理學(xué)中叫做擺的等時(shí)性原理，后來(lái)的各種掛鐘都是根據(jù)這個(gè)原理制作的。

科學(xué)家探究的小故事

發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)的等時(shí)性以后，伽利略決定把這項(xiàng)研究深入下去。他用不同重量的鐵塊系在繩端做擺錘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要繩子的長(zhǎng)度一樣，擺動(dòng)一次的時(shí)間并不受擺錘重量的影響。隨后伽利略又想，如果將繩縮短，會(huì)不會(huì)擺動(dòng)快些？于是他用相同的擺錘，但調(diào)節(jié)繩的長(zhǎng)度來(lái)做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明他的推測(cè)是對(duì)的。他當(dāng)時(shí)得出了結(jié)論：“擺繩越長(zhǎng)，往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間（稱為周期）就越長(zhǎng)”。人們對(duì)擺動(dòng)的研究是逐步深入的，直到多年以后，荷蘭物理學(xué)家惠更斯才進(jìn)一步找到了擺的周期與擺長(zhǎng)間準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)關(guān)系。又過(guò)了100多年，牛頓揭曉了萬(wàn)引力的作用，又發(fā)明微積分，伽利略所發(fā)現(xiàn)的擺動(dòng)規(guī)律才得到圓滿的解釋。閱讀了以上這段材料，請(qǐng)你與同學(xué)們一起討論，回答下面幾個(gè)問(wèn)題。

1、伽利略怎樣觀察吊燈的擺動(dòng)，并發(fā)現(xiàn)了值得注意的現(xiàn)象？

2、伽利略在觀察中提出了什么疑問(wèn)？對(duì)于這些疑問(wèn)作出了什么猜想？

3、伽利略怎樣設(shè)法證實(shí)自己的猜想？

4、科學(xué)家對(duì)擺動(dòng)規(guī)律的探究經(jīng)歷了怎樣的過(guò)程？這說(shuō)明了什么？科學(xué)