Question

5．閱讀下列材料：《伽利略對擺動的研究》
某個星期天，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為風(fēng)吹而不停地有節(jié)奏地擺動．那么這個吊燈完成每次擺動的時間是否相同呢？他想，脈搏的跳動是有規(guī)律的，可用來計時．于是他一面按著脈搏，一面注視著燈的擺動．不錯，燈每往返擺動一次的時間基本相同，這使他又產(chǎn)生了一個疑問；假如吊燈受到強風(fēng)吹動，擺得高了一些，它每次擺動的時間還是一樣嗎？伽利略把鐵塊固定在繩的一端掛起來，再把鐵塊拉到不同高度讓它開始擺動，仍用脈搏細(xì)心地測定擺動的時間．結(jié)果表明每次擺動的時間仍然相同．這個實臉結(jié)果證明他的想法是正確的，即“不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是一樣的“．這就是物理學(xué)中擺的等時性原理．后來，人們對擺動繼續(xù)深入研究，不僅進一步發(fā)現(xiàn)了擺的周期與擺長間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并據(jù)此發(fā)明了鐘表．閱讀以上這段材料，請同學(xué)們一起討論，回答下面幾個問題：
（1）伽利略通過觀察，發(fā)現(xiàn)了什么值得注意的現(xiàn)象？
（2）伽利略提出怎樣的問題？
（3）伽利略做出怎樣的猜想？
（4）伽利略怎樣證實自己的猜想？
（5）科學(xué)家對擺動規(guī)律的探究經(jīng)歷了怎樣的過程？

Answer 1

分析 科學(xué)探究的完整要素包括：
①提出問題：從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，并能夠表述問題．
②猜想假設(shè)：對問題的成因提出猜想，對探究的方向和可能出現(xiàn)的結(jié)果進行推測與假設(shè)．
③制訂計劃與設(shè)計實驗：經(jīng)歷制訂計劃與設(shè)計實驗的過程，包括選擇實驗方法、選擇實驗器材等．
④進行實驗與收集證據(jù)：通過實驗觀察現(xiàn)象、收集數(shù)據(jù)．
⑤分析論證：從現(xiàn)象或數(shù)據(jù)中歸納出科學(xué)規(guī)律．
⑥評估：有評估吸取教訓(xùn)的意識．
⑦交流與合作：能思考別人的意見，改進自己的實驗．
科學(xué)探究過程不一定包括這七個要素的全部，這篇閱讀材料是讓我們感受科學(xué)家進行科學(xué)探究的簡單歷程．

解答 解：（1）伽利利略經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)房頂上的吊燈因為風(fēng)吹而不停地有節(jié)奏地擺動，這一現(xiàn)象引起了他的注意．
（2）吊燈有時擺動高些，有時擺低些，伽利略想吊燈完成每次擺動的時間是否相同呢．
（3）伽利略的猜想是完成一次擺動所用的時間相等．
（4）伽利略用脈搏的跳動來計時，他一面按著脈搏，一面注視著燈的擺動．后來伽利略把鐵塊固定在繩的一端掛起來，再把鐵塊拉到不同高度讓它開始擺動，仍用脈搏細(xì)心地測定擺動的時間．
（5）伽利略的探究過程是：首先到感興趣的現(xiàn)象，然后產(chǎn)生疑問提出問題，第三對自己的疑問進和合理猜想，第四用科學(xué)的方法進行證實．
答：（1）發(fā)現(xiàn)值得注意的現(xiàn)象：房頂上掛著的吊燈因為風(fēng)吹而不停地有節(jié)奏地擺動．
（2）提出的問題：那么這個吊燈完成每次擺動的時間是否相同呢？
（3）猜想：吊燈每次擺動的時間還是一樣的？
（4）證實猜想的辦法：伽利略把鐵塊固定在繩的一端掛起來，再把鐵塊拉到不同高度讓它開始擺動，仍用脈搏細(xì)心地測定擺動的時間．得出結(jié)論：不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是一樣的
（5）探究歷程：觀察、疑問、猜想、證實．

點評 通過閱讀伽利略的探索歷程，我們應(yīng)提高對于科學(xué)探究的欲望，學(xué)習(xí)過程中要像科學(xué)家那樣，追求科學(xué)問題的答案，勇敢探索未知世界．同時還應(yīng)感覺到科學(xué)探究就在身邊，并不高深．另外本題具有一定開放性，答案合理即可．