从降落伞比赛中认识控制变量法

一、控制变量法

一个物理量可能由多个因素决定，我们研究时往往采用控制变量法。控制变量法是指为了研究物理量与影响它的多个因素中的一个因素的关系时，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较研究该物理量与这个因素之间的关系，从而得出结论，找出规律的方法。

二、控制变量法的例子:降落伞比赛

1、提出问题:降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关?

2、猜想与假设:

（1）降落伞在空中滞留的时间可能与降落伞的绳长有关。

（2）降落伞在空中滞留的时间可能与降落伞的形状有关。

（3）降落伞在空中滞留的时间可能与降落伞的面积有关。

（4）降落伞在空中滞留的时间可能与降落伞的高度有关。

（5）降落伞在空中滞留的时间可能与降落伞的总质量有关。

3、设计实验，制定计划（略）

4、进行实验，收集数据:

下图是小明同学六次实验的数据，请认真分析表格中的数据，看看能够得出什么结论?

5、分析论证:

△比较1、2数据可知:

研究问题一:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积的关系。

实验结论一:

a、降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积有关。

b、在其他条件都相同的情况下，降落伞的面积越大，降落伞在空中滞留的时间越长，降落伞的面积越小，降落伞在空中滞留的时间越短。

c、在其他条件都相同的情况下，降落伞的面积不同，降落伞在空中滞留的时间也不同。

△△比较2、3数据可知:

研究问题二:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞总质量的关系。

实验结论二:

a、降落伞在空中滞留的时间与降落伞的总质量有关。

b、在其他条件都相同的情况下，降落伞的总质量越大，降落伞在空中滞留的时间越短，降落伞的总质量越小，降落伞在空中滞留的时间越长。

c、在其他条件都相同的情况下，降落伞的总质量不同，降落伞在空中滞留的时间也不同。

△△△比较2、4数据可知:

研究问题三:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞的形状的关系。

实验结论三:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞的形状无关。

△△△△比较4、5数据可知:

研究问题四:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞绳长的关系。

实验结论四:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞绳长无关。

△△△△△比较5、6数据可知:

研究问题五:

降落伞在空中滞留的时间与降落伞的高度的关系。

实验结论五:

a、降落伞在空中滞留的时间与降落伞的高度有关。

b、在其他条件都相同的情况下，降落伞的高度越高，降落伞在空中滞留的时间越长，降落伞的高度越低，降落伞在空中滞留的时间越短。

c、在其他条件都相同的情况下，降落伞的高度不同，降落伞在空中滞留的时间也不同。

6、评估(略)

7、交流与合作(略)

三、控制变量法的要点

1、明确研究的问题:

研究对象与决定因素的关系。如:降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积的关系。或者降落伞的面积对降落伞在空中滞留的时间的影响。

2、得出结论需要描述清楚研究对象和决定因素之间的因果关系。

（1）研究对象与决定因素无关时。这样描述:降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积无关。或者降落伞的面积对降落伞在空中滞留的时间没有任何影响。

（2）研究对象与决定因素有关时。这样描述:降落伞在空中滞留的时间与降落伞的面积有关。或者降落伞的面积对降落伞在空中滞留的时间有影响。

（3）研究对象与决定因素有关时。还可以描述:当其他条件都相同时，降落伞的面积越大，降落伞在空中滞留的时间越长，降落伞的面积越小，降落伞在空中滞留的时间越短。或者当其他条件都相同时，降落伞的面积不同，降落伞在空中滞留的时间也不同。

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