聚焦２００６年中考力學(xué)探究題

章巧春　徐雙華

力學(xué)是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，在歷年中考試題中，力學(xué)內(nèi)容的分值幾乎都占整個(gè)物理試卷的1/3還要多?，F(xiàn)在，隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，科學(xué)探究方法被引到了物理學(xué)習(xí)之中，既使力學(xué)這個(gè)中考的寵兒有了新的載體，又為科學(xué)探究學(xué)習(xí)的考查注入了豐富的內(nèi)容.

一、考查進(jìn)行猜想與假設(shè)的能力

猜想與假設(shè)是指在觀察的基礎(chǔ)上，根據(jù)科學(xué)原理和科學(xué)事實(shí)進(jìn)行理性思維和加工以后，對(duì)未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律所作的假定性解釋和說(shuō)明.它要求收集相關(guān)信息，將已有的物理知識(shí)和問題相聯(lián)系，嘗試提出可檢驗(yàn)的猜想與假設(shè).通過(guò)猜想與假設(shè)，能達(dá)成針對(duì)所提出的問題，依據(jù)已有的物理知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)思考作出猜想和假設(shè)的目標(biāo).

例1 （2006福州） 如圖所示，嘴巴對(duì)著兩張平行的紙吹氣，你猜想兩張

紙會(huì)如何運(yùn)動(dòng)?請(qǐng)寫出你的猜想及猜想的依據(jù).

我的猜想：______________； 依據(jù)是：_________________________________.

分析：這是一個(gè)根據(jù)圖示展示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而提出的猜測(cè)，相信你在學(xué)習(xí)過(guò)程中已做過(guò)類似的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，兩張平行的紙?jiān)跉饬鞯拇祫?dòng)下不是分開而是靠攏了，這是為什么呢？原來(lái)與壓強(qiáng)有關(guān).氣流在兩張紙之間流過(guò)，紙張之間的壓強(qiáng)變小，在外面大氣壓的作用下向中間靠攏.這是一個(gè)體現(xiàn)伯努利原理的實(shí)驗(yàn).

答案：我的猜想：兩張紙會(huì)貼到一起；依據(jù)是：吹氣之后，兩張紙之間的氣體流速大、壓強(qiáng)小.

二、考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題最有效的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是開展實(shí)驗(yàn)的主要步驟，這方面要達(dá)成的目標(biāo)是：能針對(duì)探究目的和條件，選擇合適的實(shí)驗(yàn)方法；考慮影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，能確定需要測(cè)量的量，并采用適當(dāng)?shù)姆椒刂谱兞?；理解制定?jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)探究的意義.

例2 （2006廣州）浮力跟物體所浸的液體密度、排開液體的體積有關(guān)．但小明總感到：浮力大小應(yīng)與物體所在液體的深度有關(guān)，并猜想：“深度越深，浮力越大”.他跟小紅說(shuō)出自己觀點(diǎn)，小紅卻說(shuō)“浮力與深度大小無(wú)關(guān)”，兩人在已有器材中選擇了完全相同的器材，分別做實(shí)驗(yàn)，都證實(shí)了自己的觀點(diǎn)是對(duì)的．

已有器材：泡沫（密度小于水）、石塊、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、天平、燒杯(足夠大、沒有刻度)各一，水（足量）．

（1）他們選擇的器材是：_______；

（2）寫出小明的實(shí)驗(yàn)操作、記錄觀察到的現(xiàn)象，并作結(jié)論分析；

（3）寫出小紅的實(shí)驗(yàn)操作、記錄觀察到的現(xiàn)象，并作結(jié)論分析；

（4）為什么他們的結(jié)論都是對(duì)的，寫出原因．

分析：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇適當(dāng)?shù)钠鞑脑O(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的步驟、操作過(guò)程等.小明、小紅就是根據(jù)設(shè)計(jì)的原理分別對(duì)他們的猜測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì).

答案：（1）石塊、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水.

（2）用彈簧測(cè)力計(jì)系著綁好石塊的細(xì)繩，讓石塊慢慢浸入水中，直到剛好浸沒；觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減??；根據(jù)F浮= G - F拉，可知物體所受浮力逐漸增大，因此浮力大小與物體所在液體的深度有關(guān).

（3）用彈簧測(cè)力計(jì)系著綁好石塊的細(xì)繩，讓石塊浸沒水中后，再不斷加大石塊在水中的深度；觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變；根據(jù)F浮= G - F拉，可知物體所受浮力不變，因此浮力大小與物體所在液體的深度無(wú)關(guān).

（4）石塊在浸沒液體之前，石塊排開水的體積隨深度增加而增大，所以浮力大小與深度有關(guān).石塊在浸沒液體之后，石塊深度增加，但排開水體積不變，所以浮力大小與深度無(wú)關(guān).

三、考查實(shí)驗(yàn)分析能力

收集到了相關(guān)數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行有效的處理，作為這類題的考察重點(diǎn)，經(jīng)常在中考題中出現(xiàn).需要達(dá)成的目標(biāo)為：能從多種信息源中選擇有關(guān)信息；能進(jìn)行一系列觀察、比較和測(cè)量；會(huì)記錄和處理觀察、測(cè)量的結(jié)果.

例3 （2006山東）光明中學(xué)八年二班的同學(xué)，利用同一實(shí)驗(yàn)裝置完成了“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)以后，進(jìn)行了小組交流，下表是各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：

請(qǐng)你對(duì)表中各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中影響滑輪組效率的主要因素是什么？

（2）1、2兩個(gè)小組的動(dòng)滑輪重相同，提起的鉤碼重也相同，測(cè)出的滑輪機(jī)械效率卻不同，可能的原因是什么？

（3）請(qǐng)你就如何提高滑輪組的機(jī)械效率提出自己的建議.

分析：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并與其他人交流，然后共同評(píng)估，是科學(xué)探究步驟中比較重要的一環(huán).本題就是對(duì)各小組得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估的中考題.這是一道研究實(shí)際生活中滑輪組機(jī)械效率的問題.我們知道，機(jī)械效率與有用功、額外功有關(guān)，影響額外功的因素有很多，滑輪的重力、接觸面的摩擦、以及操作的規(guī)范性等等都是造成額外功的因素，所以我們可以從這方面加以考慮.

答案：（1）提起的物體的重和滑輪組的重.

（2）滑輪的輪與軸間的摩擦力大小不同；測(cè)拉力時(shí)沒有使測(cè)力計(jì)勻速上升，造成測(cè)量的力不準(zhǔn)確.

（3）選用較輕的動(dòng)滑輪來(lái)組裝滑輪組；對(duì)于給定的滑輪組，通過(guò)增大提起的物重來(lái)提高效率；保持良好的潤(rùn)滑，減小輪與軸間的摩擦.

四、考查得出結(jié)論的能力

得出結(jié)論是科學(xué)研究的最終目標(biāo)，在這方面可以考查的目標(biāo)有：將證據(jù)與科學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系，得出基本符合證據(jù)的解釋；能注意與預(yù)想結(jié)果不一致的現(xiàn)象，并作出簡(jiǎn)單的解釋；能提出改進(jìn)工作方法的具體建議.

例4 （2006福州）小強(qiáng)要參加校運(yùn)會(huì)的鉛球比賽，怎樣才能把鉛球推得遠(yuǎn)呢？他猜想：鉛球落地的距離可能與鉛球出手時(shí)的速度大小有關(guān)，還可能跟速度方向與水平面的夾角有關(guān).于是小強(qiáng)和小明一起進(jìn)行如下探究：他們用如圖1所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，將容器放在水平桌面，讓噴水嘴的位置不變，但可以調(diào)節(jié)噴水槍的傾角，并可通過(guò)開關(guān)來(lái)控制水噴出的速度.

（1）如圖1所示，首先讓噴水嘴的方向不變(即拋射角不變)，做了3次實(shí)驗(yàn)：第一次讓水的噴出速度較小，這時(shí)水噴出后落在容器的A點(diǎn)；第二次，讓水的噴出速度稍大，水噴出后落在容器的B點(diǎn)；第三次，讓水的噴出速度最大，水噴出后落在容器的C點(diǎn).他們經(jīng)過(guò)分析得出結(jié)論：在__________一定時(shí)，物體拋出的越大，拋出的距離就越遠(yuǎn).

( 2 )控制開關(guān)，讓水噴出的速度不變，讓水沿不同方向噴出，又做了幾次實(shí)驗(yàn)，如圖2所示.他們將記錄的數(shù)據(jù)畫在坐標(biāo)軸上，得到一條水的水平射程s與拋射角θ之間的關(guān)系曲線，如圖3所示.從曲線中可以看出，當(dāng)鉛球拋出的速度一定時(shí)，拋射角為時(shí)，拋射的距離最大.從曲線中，你還可以得出的結(jié)論是：______________．

( 3 )我們還有哪些體育運(yùn)動(dòng)可以應(yīng)用到上述結(jié)論的例子，請(qǐng)你舉一例：________________.

分析：推鉛球是運(yùn)動(dòng)會(huì)中的一個(gè)項(xiàng)目，怎樣能推得遠(yuǎn)一點(diǎn)，小強(qiáng)同學(xué)他們能充分利用所學(xué)的知識(shí)和技能，借助科學(xué)探究的方法來(lái)研究這一問題，并把實(shí)際問題實(shí)驗(yàn)化，用噴水槍模擬推鉛球.研究中既有實(shí)驗(yàn)的開展，又有數(shù)據(jù)的分析，還有實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用，可謂把科學(xué)探究學(xué)到家了.當(dāng)然，這都只是本題展示的情景，設(shè)計(jì)本題的目的還是考查對(duì)科學(xué)探究過(guò)程的了解，特別是對(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?

答案：(1)拋射角，速度；(2)45°，在拋射物體的速度大小一定時(shí)，隨著拋射角θ的增大，水平射程s先增大，然后減小(其他結(jié)論合理即可)；(3)投標(biāo)槍或擲鐵餅等.

初編輯/王一鳴