Question

小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律．于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度（摆动中人离开中心的最大距离）决定．于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表．

实验 序号	小球到固定点 距离l（摆长）/米	小球质 量/克	摆动幅 度/米	小球往返摆动 20次的时间/秒	小球往返摆动 一次的时间/秒
1	0.7	20	0．O5	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2．O
3	1.0	30	0．O5	39.8	2．O
4	1.0	30	0．O8	39.7	2.0
5	1.3	20	0．O5	45，3	2.3

请回答下列问题：
（1）要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：________；
（2）从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由________决定；
（3）实验发现，小球只能摆动一段时间．你认为造成小球停下来的原因可能是________；
（4）摆钟是利用本实验的原理制成的．某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调________（选填“长”或“短”）．

Answer 1

解：
（1）实验中用刻度尺测量摆长、摆动幅度，用托盘天平测小球的质量，用秒表测量往返摆动的时间；
（2）分析表中数据，由实验3、4看出，质量、摆长相同，摆动幅度变化，摆动1次时间相同，说明小球往返摆动一次的时间与摆动幅度无关；
由实验2、4看出，摆动幅度、摆长相同，质量变化，摆动1次时间相同，说明小球往返摆动一次的时间与质量无关；
由实验1、5看出，摆动幅度、质量相同，摆长变化，摆动1次时间不相同，说明小球往返摆动一次的时间与摆长有关；可见，小球往返摆动一次的时间由摆长决定；
（3）小球摆动，小球克服摩擦做功，将它的机械能转化为内能散失，使小球停下来，所以使小球停下来的原因是受到空气的阻力；
（4）由实验1、5看出，摆动幅度、质量相同时，摆长变长，摆动1次时间变长，所以要将摆钟调快，应将摆钟的摆长调短．
故答案为：（1）托盘天平、秒表、刻度尺；（2）摆长；（3）受空气的阻力；（4）短．
分析：决定秋千往返摆动的时间的因素可能有：摆长、质量、摆动幅度．分析时利用好控制变量法，即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时，一定保证其它两个因素不变．
（1）实验中要测量摆长、摆动幅度、质量、往返摆动的时间，据此选择测量工具；
（2）由表中数据可知，往返摆动的时间在摆动幅度、质量变化时，摆长不变，摆动的时间不变；只有在摆长改变了，往返摆动的时间才改变；据此可得结论；
（3）小球在摆动过程中，受空气阻力，小球克服摩擦做功，将它的机械能转化为内能散失；
（4）根据（2）中得出的结论回答．
点评：本题考查了学生对控制变量法的了解与掌握，考查了学生分析实验数据得出实验结论的能力，利用所学知识解释、解决实际问题，体现了学以致用，有意义！