5.小小科学家。
光影探秘实验
实验任务:连续三天,在固定时间测量并记录木棍影子的长度和方向,发现规律。
材料准备:笔直木棍(约30 cm)、卷尺、记录表、指南针、钟表。
实验步骤:
第一步:建立观测站
将木棍垂直固定在地面上,此处就是你的“日晷观测点”。用指南针确定“正北”方向,并在记录表上注明。
第二步:定时观测与记录
连续三天,在9:00、10:00、12:00、14:00、16:00五个时间点进行测量并记录。

记录要求:
影长:精确测量影子顶端到木棍底部的直线距离,保留一位小数。
方向:用“方向描述+角度”准确记录影子朝向。例如:“西偏北30°”。
计算:计算同一时间点三天的平均影长,填写在最后一列。
第三步:分析、观察与揭秘
(1)规律总结(数学建模):
①一天中,物体影子的长度变化规律:
②一天中,物体影子的朝向变化规律:。
(2)科学解释(建立联系):
影子的变化和太阳在天空中的位置有什么关系?
。
三天的同一时间,影长/朝向是否有细微差异?原因可能是什么?
。

实验记录填写
| 测量时间 | 第一天影长(cm)/方向 | 第二天影长(cm)/方向 | 第三天影长(cm)/方向 | 三天平均影长(cm) |
|----------|---------------------|---------------------|---------------------|------------------|
| 9:00 | 28.2/西偏南70° | 28.4/西偏南69° | 28.1/西偏南71° | 28.2 |
| 10:00 | 21.5/西偏南45° | 21.3/西偏南46° | 21.7/西偏南44° | 21.5 |
| 12:00 | 7.2/正北 | 7.4/北偏东2° | 7.1/北偏西2° | 7.2 |
| 14:00 | 21.4/东偏南45° | 21.6/东偏南44° | 21.2/东偏南46° | 21.4 |
| 16:00 | 28.3/东偏南70° | 28.1/东偏南71° | 28.5/东偏南69° | 28.3 |
(1)① 从上午到正午影子逐渐变短，正午时影子达到最短，正午过后影子又逐渐变长
② 影子朝向从偏西方向逐步转向正北方向，再逐步转向偏东方向，整体沿顺时针方向转动
(2) 太阳在天空中的高度越高，物体的影子就越短；太阳的方位和影子的方位完全相反，太阳自东向南向西移动，影子就对应自西向北向东移动
有细微差异，原因是连续三天的同一时刻，太阳在天空中的位置会有微小的自然偏移，同时测量过程中也存在微小的操作误差，最终导致影长和朝向出现细微不同。