初中物理跨学科的实践：降落伞教案及反思

这是一份初中物理跨学科的实践：降落伞教案及反思，共3页。教案主要包含了学习目标等内容，欢迎下载使用。
1．进一步熟悉长度和时间的测量。
2．知道不规则形状面积的测量方法。
3．会根据控制变量法设计实验，探究影响降落伞飞行时间的因素。
4．了解实验仪器的选择与使用方法。
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行为提示：
1．情景导入新课。
2．解读学习目标。
一、情景导入 生成问题
如图1所示的是科学家们为神舟十七号返回舱配备的巨型降落伞，在返回舱达到距离落地点一定高度时，在电脑程序的控制下立刻打开降落伞，于是返回舱在一段时间内的速度迅速减小至安全着陆的范围以内。我们看到的画面就是展开的降落伞轻轻地将返回舱带到地面上。
必须将这个降落伞在空中飞行的时间控制得非常精准，这样才能使得快速下降的返回舱以恰当的速度安全落地。
eq \(\s\up7(),\s\d5(图1)) eq \(\s\up7(),\s\d5(图2))
如图2所示的是各种各样的降落伞，对于降落伞在空中的飞行问题，你有兴趣探究一番吗？
二、自学互研 生成能力
自主阅读教材P17～20，完成下列问题：
活动一 实验探究：影响降落伞飞行时间的因素
知识链接：
控制变量法：
对于多个因素影响时，常用的方法是先考察其中一个因素对其所研究问题的影响，而保持其他因素不变。
续表
活动二 仪器的选择与使用
1．正确选择仪器
选择量程：量程是中学物理实验选择仪器的重要依据。若所选量程太小，不仅难以测量__所测值__，甚至可能会损坏仪器。如果所选量程太大，其相应的分度值一般也会较大，测量的__误差__也就大了。
2．正确使用测量仪器
(1)调零：测量仪器使用前一般应先调整指针到__零刻度__，这个过程叫调零。如不能调零，要记录__初始读__数，进行修正。
(2)测量：读数时，要求眼睛__正视__刻度，记录数据，要实事求是。仪器读数一般要求读到分度值的__十分之一__，所以读数前要首先观看仪器的__分度值__。
(3)收拾器材：实验完毕，要整理仪器，放回原处。
活动三 不规则面积的测量方法
3．我们在测量时常常会遇到不规则图形，如图所示。
我们可以把伞衣放在方格纸上，在方格纸上描下它的轮廓，数一下图形中包含的__方格数__，不满一格而大于或等于半格的按照__一格__计算，小于半格的__不算__。总的格数乘以__一格__的面积，就是伞衣的面积。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了哪些探究方法？
2．我学到了哪些知识？
3．我还存在的疑惑是什么？
1．对子之间相互检查独学成果，给出评定等级，并标注对子间不能解决的疑惑。
2．小组长统计本组的疑惑，并帮助解决疑惑，若不能解决，做好标记。
3．组长组织讨论、展示方案，并分工做好展示准备。
三、交流展示 生成新知
1．小德学习完测量不规则形状面积后，在家中用方格纸测量树叶的面积，但先要测量小方格的面积，需要用__刻度尺__(选填测量工具)间接测量，测得方格纸上一小格的面积为0.5 cm2，则树叶的面积约为__13__cm2。
2．载人飞船返回舱落地前的降落伞系统是载人飞船当之无愧的保护神，航天迷小明想研究返回舱开伞后降落伞下降的快慢与哪些因素有关，进行了下列猜想：
猜想1：降落伞下降的快慢与降落伞的面积有关；
猜想2：降落伞下降的快慢与降落伞的总质量有关。
为探究以上影响因素，小明利用卷尺、秒表、细绳、纺织布、剪刀、小塑料袋、细沙等器材，进行模拟降落伞的探究实验，如图甲所示，将纺织布裁剪成0.5 m2、1 m2、1.5 m2的圆形，每个边角系上一根细绳，所有细绳另一端系上一个小塑料袋。在小塑料袋中装一定量的沙子，控制降落伞(如图乙)总质量分别为40 g、60 g和80 g，请回答下列问题：
eq \(\s\up7(),\s\d5(甲)) eq \(\s\up7(),\s\d5(乙))
(1)为了验证猜想1，小明使用三种不同面积的伞，实验时控制绳长、降落伞的降落高度相同，控制降落伞的总质量均为40 g进行实验，发现面积是0.5 m2时，下落时间是3.67 s；面积是1 m2时，下落时间是5.81 s；面积是1.5 m2时，下落时间是7.91 s，可得结论：在降落伞的总质量一定时，__伞的面积越大__，降落伞下降越慢。该实验是通过比较__时间长短__来判断降落伞下降的快慢。
(2)在验证猜想2时，小明使用面积为1 m2的伞，总质量为40 g时，下落时间为t1；使用1.5 m2的伞，总质量为80 g时，下落时间为t2。经过比较，发现t1＞t2，由此可以验证猜想2正确。你认为这一过程所得的结论是否可信？__不可信__(选填“可信”或“不可信”)，理由是__没有控制降落伞的面积相同__。
(3)除本实验提出的因素外，还有多种因素可能会影响降落伞下降的速度，请你提出一个可探究的问题：__降落伞的绳子长短是否会影响降落伞下降的速度？__
四、当堂演练 达成目标
见学生用书
五、课后反思 查漏补缺
提出问题
降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关
猜想与假设
(1)可能与降落伞的__伞绳长度__有关；(2)可能与降落伞的__形状__有关；(3)可能与降落伞开始下落时的__高度__有关；(4)可能与降落伞的__面积__有关；(5)可能与降落伞的__总质量__有关
设计实验、制订方案
(1)选择器材、仪器：①__形状__、__绳长__、__面积__、__总质量__等不完全相同的降落伞若干；②__米尺__；③__秒表__。
(2)猜想中，影响降落伞在空中飞行时间的因素很多，为了一一探究验证，在物理上，我们可以采取多次实验的方法，并且每次只改变__一个__影响降落伞在空中飞行时间的因素，而其他的因素__保持不变__。这样的方法叫作__控制变量__法
进行实验、收集证据
(1)先探究降落伞在空中飞行时间与降落伞的形状的关系。①取__不同__形状，但伞绳长度、面积、总质量__相同__的两个降落伞；②让两个降落伞从__相同__的高度落下；③看哪个降落伞先落地，用
进行实验、收集证据
秒表测量降落伞在空中飞行的时间，并记录。(2)用同样的方法探究降落伞在空中飞行时间与其他因素的关系。(3)将收集到的数据填入表格中
实验次数
降落伞的伞绳长/m
降落伞的形状
降落伞的面积/m2
降落伞的总质量/g
降落伞释放的高度/m
降落伞飞行时间/s
1
1
圆形
0.5
20
3
3.67
2
1
圆形
1
20
3
5.82
3
1
圆形
1
30
3
4.91
4
1
正方形
1
20
3
5.81
5
1.5
正方形
1
20
3
5.83
6
1.5
正方形
1
20
6
9.24
分析论证
(1)比较2、4两组数据可知：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与伞的形状__无关__。
(2)比较4、5两组数据可知：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与伞的伞绳长__无关__。
(3)比较1、2两组数据可知：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与伞的面积__有关__，伞的面积越大，伞在空中飞行的时间越__长__。
(4)比较5、6两组数据可知：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与伞下落时的__高度__有关，伞下落时的高度越高，伞在空中飞行的时间越__长__。
(5)比较2、3两组数据可知：在其他条件一定的情况下，降落伞在空中飞行的时间与伞的__总质量__有关，伞的总质量越大，伞在空中飞行的时间越__短__
实验结论
降落伞在空中飞行的时间与伞的面积、伞的总质量、伞释放的高度有关，而与伞的形状和伞绳的长度无关