Question

在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行探究，经过和同学们讨论提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关．
猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关．
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关．
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦．因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验：

编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm2）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜
F	铜	100	0.76
G	铜	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

（1）为了验证猜想一，应选用编号为①

A、B、C

 的琴弦进行实验．为了验证猜想二，应选用编号为②

A、D、F

的琴弦进行实验．表中有的材料还没有填全，为了验证猜想三必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据，并指出应选用编号为 ③

D、G、H

 的琴弦进行实验．
（2）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想必须进行的操作和分析是：

取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同的力拨动琴弦，比较音调的高低

．
（3）课本上所涉及的探究实验中，有些实验的研究方法与上述方法相似，例如

探究电流与电压、电阻的关系

．

Answer 1

分析：（1）猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料有关．探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长度和材料不变．探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，控制横截面积和材料不变．琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时，控制横截面积和长度不变．
（2）猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与松紧有关，控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变．
（3）在研究多因素（变量）的问题时，通常会用到控制变量法，可联想学过的知识，从中找出符合条件的实验或例子即可．

解答：解：（1）为验证猜想一，可选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究．
为验证猜想二，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦A、D、F进行研究．
为了验证猜想三，应选择横截面积和长度都相同，而材料不同的琴弦D、G、H进行研究，故长度为80cm，横截面积都是1.02mm²．表格如下：

编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜	80	1.02
F	铜	100	0.76
G	钢	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

（2）探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，需要使用同一种琴弦，且控制拨弦的力相同、弦的松紧程度不同，来研究音调高低和琴弦的松紧程度的关系．
（3）在探究有多个变化因素的问题时，只让其中一个因素发生变化，保持其它因素不变，这种方法叫控制变量法，例如探究电流与电压、电阻的关系．
故答案为：（1）A、B、C；A、D、F；如上表所示，D、G、H；（2）选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦测出此时的频率，然后改用不同大小的力拉紧琴弦，分别测出相应的频率，重复三次，进行比较分析；（3）探究电流与电压、电阻的关系（答案合理即可）．

点评：一个物理量受多个因素影响时，探究其中一个因素和物理量的关系时，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法，在物理探究实验中经常用到，一定要掌握．